SYSTEME DE CONVERSION D'ENERGIE DE LA HOULE OU DES VAGUES
DOMAINE TECHNIQUE
Il est question du domaine technique des systèmes de conversion d'énergie issue de la houle.
ETAT DE LA TECHNIQUE
On connait des systèmes de conversion d'énergie issue de la houle, comprenant au moins une colonne renfermant de l'eau qui est en oscillation selon une direction verticale.
Une telle colonne est généralement constituée d'une chambre ouverte dans sa partie inférieure et plongée partiellement dans un volume d'eau soumis à l'action de la houle.
De la sorte, les mouvements de houle provoquent périodiquement une surpression dans la partie basse de la colonne.
Le mouvement montant du niveau de l'eau dans la colonne qui résulte d'une telle surpression, comprime un gaz (typiquement de l'air) disposé dans la partie supérieure de la colonne.
Le gaz comprimé est dirigé par des conduites vers un dispositif tel qu'un aérogénérateur pour convertir l'énergie issue du mouvement de l'eau, par exemple en une énergie électrique.
La colonne peut être munie d'un système de clapets permettant l'admission de gaz (typiquement de l'air ambiant) dans la colonne lorsque le niveau de l'eau redescend dans cette colonne, suite aux mouvements de houle.
Il existe de tels systèmes utilisant un aérogénérateur bidirectionnel dont le sens de fonctionnement change en fonction du mouvement de l'eau dans la colonne.
Une autre configuration de ces systèmes, dans laquelle le flux de gaz est rendu unidirectionnel, est par ailleurs connue. ENERGY CONVERSION SYSTEM OF THE WAVE OR WAVES
TECHNICAL AREA
It is about the technical field of energy conversion systems from the swell.
STATE OF THE ART
We know energy conversion systems from waves, comprising at least one column containing water which is in oscillation in a vertical direction.
Such a column generally consists of an open chamber in its lower part and partially dipped into a submissive volume of water to the action of the swell.
In this way, wave movements periodically provoke a overpressure in the lower part of the column.
The rising movement of the water level in the resulting column of such an overpressure, compresses a gas (typically air) disposed in the upper part of the column.
The compressed gas is directed by pipes to a device such as a wind turbine to convert energy from the movement of water through example in an electrical energy.
The column may be provided with a system of valves allowing the admission of gas (typically ambient air) into the column when the water level goes down in this column, following wave movements.
There are such systems using a bidirectional wind turbine whose the direction of operation changes according to the movement of water in the column.
Another configuration of these systems, in which the gas flow is made unidirectional, is otherwise known.
2 Le document GB 2 161 544 A illustre une telle configuration.
Dans une telle configuration, chaque colonne comprend dans sa partie supérieure une première soupape anti-retour permettant la circulation de gaz comprimé vers un aérogénérateur, et une deuxième soupape anti-retour permettant l'arrivée de gaz depuis le côté basse pression de l'aérogénérateur.
Les flux de gaz issus des colonnes sont captés par des collecteurs et le gaz est également redistribué entre les colonnes après passage dans l'aérogénérateur par des collecteurs. Ces collecteurs sont réalisés sous la forme de réseaux de tuyaux.
Les systèmes connus présentent ainsi une solution potentiellement intéressante pour convertir l'énergie de la houle. Et la configuration à flux de gaz unidirectionnel mentionnée ci-dessus constitue une option particulièrement prometteuse.
L'architecture de ces systèmes connus est généralement proposée avec une série de colonnes, les colonnes étant disposées en ligne et chaque colonne étant reliée à l'aérogénérateur.
Mais les systèmes connus sont complexes et coûteux à réaliser, et ne peuvent être réalisés que dans des lieux présentant une forte houle.
Le fonctionnement de ces systèmes exige en effet que la ligne de colonnes soit orientée de manière particulière par rapport à la houle. Et en tout état de cause le rendement du système sera affecté par l'orientation de la ligne de colonnes par rapport à la direction de propagation de la houle.
De plus, la circulation du gaz comprimé dans des réseaux de tuyaux induit une inertie pneumatique du système, qui pénalise son rendement. Ces tuyaux génèrent également des pertes de charge qui elles aussi pénalisent le rendement du système.
Par ailleurs, de telles structures présentent une exposition importante à
la mer, et les colonnes doivent en conséquence être dimensionnées de manière particulièrement importante (épaisseur des parois de colonnes, etc.).
Enfin, si la houle ou les mouvements de diffraction à la surface de l'eau sont tels que l'onde à la surface de l'eau forme un front se propageant parallèlement aux lignes, toutes les colonnes seront en surpression au même moment et en dépression au même moment. 2 GB 2 161 544 A illustrates such a configuration.
In such a configuration, each column includes in its part superior a first non-return valve allowing the circulation of gas compressed to a wind turbine, and a second check valve allowing the arrival of gas from the low pressure side of the wind turbine.
The gas flows from the columns are collected by collectors and the gas is also redistributed between the columns after passing through the aerogenerator by collectors. These collectors are made under the form pipe networks.
The known systems thus have a potential solution interesting to convert the energy of the swell. And the flow configuration of unidirectional gas mentioned above is a particularly promising.
The architecture of these known systems is generally proposed with a series of columns, the columns being arranged in line and each column being connected to the wind turbine.
But the known systems are complex and expensive to produce, and do not can only be achieved in places with a strong swell.
The operation of these systems requires that the line of columns is oriented in a particular way with respect to the swell. And in any event the system performance will be affected by the orientation of the row of columns relative to the direction of propagation of the swell.
In addition, the circulation of compressed gas in pipe networks induces a pneumatic inertia of the system, which penalizes its performance. These pipes also generate pressure drops which also penalize the system performance.
Moreover, such structures have significant exposure to the sea, and the columns must accordingly be dimensioned so particularly important (thickness of the walls of columns, etc.).
Finally, if the swell or the diffraction motions on the surface of the water are such that the wave on the surface of the water forms a propagating forehead parallel to the lines, all columns will be overpressurized at the same moment and depression at the same time.
3 De plus, dans cette hypothèse, si le système est un système flottant, il risque de remonter au gré de la houle sans modification de niveau de l'eau dans les colonnes.
Il en résulte une baisse de rendement car le système fonctionne en deux temps successifs d'entrée de gaz puis de sortie de gaz pour toutes les colonnes et que les collecteurs en amont et en aval de l'aérogénérateur sont saturés par le gaz entrant ou sortant au lieu d'un partage du flux entre les deux collecteurs.
PRESENTATION
Un but de l'invention est de pallier au moins un des inconvénients présentés ci-avant.
A cet effet, il est prévu un système de conversion d'énergie issue de la houle et/ou des vagues, comprenant un réseau de colonnes de compression d'eau, chaque colonne présentant :
- une extrémité inférieure adaptée pour être plongée dans un volume d'eau subissant l'action de la houle, l'extrémité inférieure présentant une ouverture pour accueillir l'eau du volume d'eau dans la colonne, de sorte à
former une chambre comprenant un gaz dans une partie supérieure de la colonne, - une première soupape anti-retour en communication fluidique depuis ladite colonne vers un caisson de surpression commun aux colonnes du réseau, - une deuxième soupape anti-retour en communication fluidique depuis un caisson de dépression commun aux colonnes du réseau vers ladite colonne, dans lequel le caisson de surpression et le caisson de dépression sont connectés fluidiquement par une turbine, et dans lequel les colonnes du réseau sont disposées de manière contigüe, et en ce que le réseau s'étend selon au moins deux directions non parallèles. 3 Moreover, in this case, if the system is a floating system, risk of rising with the swell without changing the water level in the columns.
This results in a decrease in efficiency because the system works in two successive times of gas inlet and gas outlet for all columns and that the collectors upstream and downstream of the turbine are saturated by the incoming or outgoing gas instead of a flow sharing between the two collectors.
PRESENTATION
An object of the invention is to overcome at least one of the disadvantages presented above.
For this purpose, a system for converting energy from the swell and / or waves, comprising a network of compression columns of water, each column presenting:
a lower end adapted to be immersed in a volume of water undergoing the action of the swell, the lower end presenting a opening to accommodate the water the volume of water in the column, so to forming a chamber comprising a gas in an upper part of the column, a first non-return valve in fluid communication since said column to a booster chamber common to the columns of the network, a second non-return valve in fluid communication since a vacuum box common to the columns of the network to said column, in which the booster chamber and the vacuum chamber are fluidically connected by a turbine, and in which the columns of the network are arranged contiguously, and in that the network extends in at least two non-parallel directions.
4 L'invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leurs combinaisons techniquement possibles :
- pour chaque colonne la première soupape anti-retour et la deuxième soupape anti-retour sont disposées au-dessus de la colonne, - les premières soupapes anti-retour des colonnes du système sont disposées selon des premières lignes, et les deuxièmes soupapes anti-retour des colonnes du système sont disposées selon des deuxièmes lignes, - les lignes sont des alignements rectilignes parallèles entre eux, - les soupapes forment une alternance de premières lignes et de deuxièmes lignes au-dessus des colonnes, - chaque première ligne est disposée au niveau d'une première portion du caisson de surpression et chaque deuxième ligne est disposée au niveau d'une deuxième portion du caisson de dépression, les premières portions et deuxièmes portions étant disposées en alternance au-dessus des colonnes, - chaque première portion, respectivement deuxième portion, a une section croissante, respectivement décroissante, dans le sens d'écoulement du gaz, - les premières portions sont chacune connectées à une même première chambre du caisson de surpression disposée entre chaque première portion et la turbine, et les deuxièmes portions sont chacune connectées à une même deuxième chambre du caisson de dépression disposée entre chaque deuxième portion et la turbine, - la première chambre et la deuxième chambre sont disposées au-dessus de l'alternance de premières portions et de deuxièmes portions, - la première chambre et la deuxième chambre sont disposées de part et d'autre de l'alternance de premières portions et de deuxièmes portions, - la première chambre, respectivement deuxième chambre, a une section croissante, respectivement décroissante, dans le sens d'écoulement du gaz, - chaque première portion comprend deux premières lignes successives et chaque deuxième portion comprend deux deuxièmes lignes successives, - chaque colonne comprend un dispositif flotteur interne adapté pour empêcher l'eau de pénétrer depuis la colonne dans les soupapes, - chaque colonne comprend un dispositif flotteur interne adapté pour empêcher l'air de sortir de la colonne par l'ouverture, - chaque colonne comprend un dispositif flotteur interne adapté pour se déplacer dans la colonne, le dispositif flotteur interne présentant des moyens de nettoyage des parois latérales de la colonne, - un dispositif de régulation de pression, adapté pour ajuster la moyenne de la pression du caisson de surpression et de la pression du caisson de dépression par rapport à la pression atmosphérique, - le caisson de surpression et/ou le caisson de dépression comprend un dispositif d'évacuation d'eau, - des moyens de déflection de la houle par rapport aux ouvertures des colonnes, - les moyens de déflection comprennent des cloisons mobiles disposées de part et d'autre, et/ou au-dessous des colonnes L'invention concerne également un ensemble de conversion d'énergie issue de la houle et/ou des vagues comprenant une pluralité de systèmes tel que décrits précédemment, les systèmes étant connectés entre eux.
DESSINS
D'autres objectifs, caractéristiques et avantages apparaitront à la lecture de la description qui suit donnée à titre illustratif et non limitatif en référence aux dessins, parmi lesquels :
- la figure 1 représente une vue en perspective d'un système selon un premier exemple de mode de réalisation de l'invention, en transparence d'une paroi latérale du système, - la figure 2 représente une vue de dessus du système de la figure 1, en transparence d'un toit du système, - la figure 3 représente une vue en coupe de dessus selon un plan D-D
d'un système selon un deuxième exemple de mode de réalisation de l'invention, - la figure 4 représente une vue en coupe latérale selon un plan A-A du système de la figure 3, - la figure 5a représente une vue en coupe latérale selon un plan B-B
du système de la figure 3, lorsque le niveau de l'eau augmente dans des colonnes du système représentées, - la figure 5b représente une vue en coupe latérale selon un plan C-C
du système de la figure 3, lorsque le niveau de l'eau diminue dans des colonnes du système représentées, - la figure 6a représente une vue de face d'un système selon un troisième exemple de mode de réalisation de l'invention, en transparence d'une paroi latérale du système, présentant des moyens de déflection de la houle, en cas de mer calme, - la figure 6b représente une vue de face d'un système selon le troisième exemple de mode de réalisation de l'invention, en transparence d'une paroi latérale du système, présentant des moyens de déflection de la houle, en cas de mer forte, - la figure 7 représente une vue en perspective d'un système selon un quatrième exemple de mode de réalisation de l'invention, présentant des éléments de flottaison, - la figure 8 représente un dispositif de flotteur interne d'une colonne d'un système selon un autre exemple de mode de réalisation particulier de l'invention, - la figure 9 représente une vue en perspective d'un ensemble de conversion d'énergie issue de la houle, comprenant plusieurs systèmes selon un autre exemple de mode de réalisation de l'invention.
DESCRIPTION
Structure générale du système En référence aux figures 1 à 9, il décrit un système de conversion d'énergie issue de la houle et/ou des vagues.
Par houle et/ou vague on entendra toute oscillation de la surface de la mer, quelle que soit son origine (marée, vents, navires).
En particulier, un tel système peut ainsi permettre de convertir l'énergie issue des vagues aléatoires qui ne sont pas directement associées à
la houle.
Le système comprend un réseau de colonnes 1 de compression d'eau.
Par colonne 1, on entend une structure creuse comprenant une ou plusieurs parois latérales s'étendant selon une direction sensiblement verticale entre deux extrémités et délimitant un espace intérieur séparé de l'extérieur.
Chaque colonne permet l'écoulement d'un fluide entre ses extrémités.
Chaque colonne 1 présente une première extrémité, dite extrémité
inférieure 110, adaptée pour être plongée dans un volume d'eau subissant l'action de la houle.
On comprendra ici les termes inférieur et supérieur comme des termes de position relative des éléments selon leur hauteur, c'est-à-dire selon leur altitude par rapport à un niveau de référence tel que le niveau de la mer à l'endroit où le système est destiné à être positionné et lors d'un usage normal du système.
Le système est donc configuré de telle sorte qu'en usage normal, l'extrémité inférieure 110 de chaque colonne 1 est située sous le niveau de l'eau 20.
L'extrémité inférieure 110 présente une ouverture 111 pour accueillir l'eau du volume d'eau dans la colonne 1, de sorte à former une chambre comprenant un gaz dans une partie supérieure 120 de la colonne 1.
De cette manière, le gaz est piégé dans la chambre et ne peut s'échapper par l'ouverture 111 car cette dernière est placée plus bas, sous l'eau.
En usage normal, l'ouverture 111 est donc placée sous l'eau.
L'ouverture 111 est configurée de telle sorte que l'eau dans la colonne 1 subisse l'action de la houle qui s'applique au volume d'eau.
Le gaz est typiquement de l'air.
La partie supérieure 120, pour former une chambre, délimite donc avec le niveau de l'eau à l'intérieur de la colonne 1 un espace dans lequel le gaz peut être comprimé.
De plus, la colonne 1 est dimensionnée de telle sorte que les oscillations de l'eau peuvent comprimer le gaz, c'est-à-dire augmenter effectuer un effort mécanique sur le gaz, typiquement en réduisant le volume de la chambre dans laquelle il se trouve.
Or un mouvement oscillatoire tel que la houle correspond à une onde qui se propage à la surface de l'eau. Cette onde forme une succession spatiale de zones où le niveau de l'eau est plus élevé par rapport à des zones où le niveau de l'eau est plus bas. En un point de donné de la surface l'oscillation forme une succession dans le temps de périodes où le niveau de l'eau augmente et de moments où le niveau de l'eau diminue.
Ainsi, si la paroi latérale de la colonne 1 est configurée de sorte à ce que l'eau présente une surface trop grande à l'intérieur de la colonne 1, il y aura à l'intérieur de la colonne 1 des zones où le niveau de l'eau sera plus élevé et des zones où le niveau de l'eau sera plus bas. L'effet des unes compensant celui des autres, aucun effort de compression ou de dépression ne sera appliqué au gaz dans la chambre.
L'espace intérieur des colonnes 1 doit donc être dimensionné de sorte à
ce que le niveau de l'eau à l'intérieur de la colonne 1 soit alternativement en moyenne en augmentation ou en diminution, c'est-à-dire que le volume de la chambre augmente et diminue alternativement. Ceci est possible en choisissant des sections intérieures suffisamment petites pour les colonnes 1 par rapport au mouvement de houle observé dans la zone où le système doit être placé.
Bien entendu, l'homme du métier saura dimensionner de la sorte les colonnes 1, tout en évitant de réduire trop leur section, ce qui aurait pour conséquence de multiplier le nombre de colonnes par surface et de diminuer le rendement global du système.
Chaque colonne 1 présente une première soupape anti-retour 4. Cette première soupape anti-retour 4 est en communication fluidique depuis ladite colonne 1 vers un caisson de surpression 2 commun aux colonnes 1 du réseau.
Cette première soupape anti-retour 4 est donc adaptée pour permettre au gaz situé dans la chambre d'entrer dans le caisson de surpression 2 lorsque le niveau de l'eau augmente dans la colonne 1, soumettant le gaz de la chambre à un effort de compression. L'effort de compression maximum est obtenu à la crête de l'onde.
Par ailleurs, cette première soupape anti-retour 4 permet d'éviter que le gaz dans le caisson de surpression 2 ne retourne directement dans l'une des colonnes 1, et ce quelle que soit la pression des différentes colonnes 1 entre elles et vis-à-vis du caisson de surpression 2.
Chaque colonne 1 présente une deuxième soupape anti-retour 5 en communication fluidique depuis un caisson de dépression 3 commun aux colonnes du réseau vers ladite colonne 1.
Cette première soupape anti-retour 4 est donc adaptée pour permettre au gaz situé dans le caisson de dépression 3 d'entrer dans la chambre lorsque le niveau de l'eau diminue dans la colonne 1, soumettant le gaz de la chambre à
un effort de dépression. L'effort de dépression maximum est obtenu au creux de l'onde.
Par ailleurs, cette première soupape anti-retour 4 permet d'éviter que le gaz dans l'une des colonnes 1 ne retourne directement dans le caisson de dépression 3, et ce quelle que soit la pression des différentes colonnes 1 entre elles et vis-à-vis du caisson de dépression 2.
Toutes les colonnes 1 étant connectées de la sorte au caisson de surpression 2 et au caisson de dépression 3, il est possible d'obtenir dans le caisson de surpression 2 une surpression relativement au caisson de dépression 3.
Dans le système, le caisson de surpression 2 et le caisson de dépression 3 sont connectés fluidiquement par une turbine 6. La différence de pression entre les caissons 2 et 3 provoque un mouvement du gaz du caisson de surpression 2 vers le caisson de dépression 3 par la connexion fluidique.
La turbine 6 est ainsi mise en mouvement et peut donc convertir l'énergie reçue de cette manière en une autre énergie, typiquement en une énergie électrique. Le système peut ainsi convertir l'énergie issue de la houle en une autre énergie.
Par ailleurs, les colonnes 1 du réseau sont disposées de manièrecontigüe.
En d'autres termes elles sont directement attenantes.
Par contigüe, on entend non seulement le cas où les colonnes 1 partagent une paroi, ou une partie de paroi, commune, en d'autres termes telle que chacun des deux côtés de la paroi est une face interne d'une colonne 1, mais également le cas où les parois des colonnes 1 sont adjacentes.
Par colonnes 1 adjacentes, on entend que les parois respectives des colonnes 1 sont au contact l'une de l'autre, ou connectées ou disposées de sorte à ne pas permettre à de l'eau de s'immiscer dans l'espace entre deux colonnes 1 placées immédiatement l'une à côté de l'autre dans le réseau.
Par colonnes 1 adjacentes, on entend encore le cas où, si un faible volume d'eau peut s'introduire dans cet espace, que ce faible volume d'eau ne peut pas subir l'action de la houle ou ne peut pas reproduire le mouvement oscillatoire issu de l'action de la houle.
De plus, le réseau de colonnes 1 contigües s'étend selon au moins deux directions non parallèles, c'est-à-dire qu'il s'étend selon un plan et non selon seulement une ligne. Au moins trois colonnes ne sont donc pas alignées.
Le réseau de colonnes 1 tend donc à former un pavement de la surface de l'eau.
Il peut s'agir par exemple d'une pluralité de lignes ou d'alignements de colonnes 1 contigus. On comprendra toutefois que la présente invention n'est limitée à aucune géométrie en particulier.
Ainsi, en parcourant le système selon n'importe quelle direction d'un plan sensiblement horizontal (typiquement un plan coïncidant avec la surface de l'eau), on rencontre successivement au moins deux colonnes. Et donc, quelle que soit l'orientation du système par rapport à la houle, certaines colonnes 1 sont situées au niveau d'une zone où le niveau de l'eau est plus élevé alors que d'autres sont situées au niveau d'une zone où le niveau de l'eau est plus faible (cela correspond dans ce cas à parcourir le système selon une direction sensiblement horizontale de propagation de la houle). De cette manière, le caisson de surpression 2 est alimenté en air et le caisson de dépression 3 se vide en même temps.
Contrairement aux systèmes selon l'art antérieur, le système selon l'invention fonctionne toujours de manière continue lorsque le volume d'eau est soumis à l'action de la houle, et quel que soit le profil de propagation de la houle.
En particulier, une faible houle suffit pour permettre l'augmentation de la pression dans le caisson de surpression 2 et la diminution de pression dans le caisson de dépression 3, et donc d'entraîner la turbine 6.
L'organisation du réseau de colonnes selon l'invention permet donc au système de fonctionner quelle que soit la nature de la houle. De plus, un système avec une telle organisation du réseau de colonnes, étendue selon deux directions non parallèles, présente une stabilité sur l'eau plus importante que les systèmes selon l'art antérieur, et donc de continuer à fonctionner même en cas de mer forte ou de tempête. Le système selon l'invention est donc polyvalent et facilement adaptable à des configurations géographiques et climatiques variables.
Il en résulte un rendement plus élevé et un système plus aisé à
positionner car il fonctionnera quelle que soit son orientation vis-à-vis de la houle.
De plus, un tel système ne subira pas de pertes de rendement dues à
des phénomènes de diffraction qui impliqueraient que la longueur d'onde spatiale des mouvements oscillatoires du niveau de l'eau soit proche de l'espacement entre les colonnes.
En effet les colonnes 1 sont ici trop proches et tendent à former un pavement, ce qui empêche que toutes les colonnes 1 aient en même temps le même niveau d'eau.
Par ailleurs, cette organisation contigüe et selon deux directions non parallèle implique qu'une surface importante des colonnes 1 est tourné vers les autres colonnes 1 et n'est donc pas exposé à la mer.
L'usure mécanique provoquée par les mouvements de l'eau est donc limitée aux zones périphériques du réseau.
Il en résulte un système plus robuste que dans l'art antérieur. Par ailleurs ce système est plus aisé et moins coûteux à fabriquer car seules les parois des colonnes disposées en périphérie du réseau sont à protéger des effets de l'exposition à la mer.
En outre, le système assure un rendement important car cette organisation des colonnes permet d'organiser plus efficacement la collecte de l'air en surpression et sa redistribution.
La compacité du système selon l'invention permet de réduire, voire de supprimer les grandeurs longueurs de tuyaux nécessaires aux systèmes selon l'art antérieur, obstacle qui limite le nombre de colonnes pouvant être connectées aux systèmes selon l'art antérieur en raison des pertes de rendement associés à ces longueurs de tuyaux.
Les caissons 2 et 3 peuvent être partagés entre un nombre plus important de colonnes et peuvent être disposés et dimensionnés de manière à
mutualiser l'acheminement de l'air vers ou depuis la turbine 6 et à limiter l'accélération du gaz et la saturation du système d'écoulement du gaz en ce point du système et donc à limiter les pertes de charges associées.
Alors que les systèmes selon l'art antérieur étaient limités à la conversion d'énergie issue de la houle directionnelle, le système selon l'invention permet de convertir en complément ou en remplacement l'énergie issue de toute vague, aléatoire ou non, quelle que soit sa forme ou sa direction.
Réseau de colonnes Forme des colonnes Les colonnes 1 peuvent présenter toute forme adaptée à la réalisation de l'invention.
Les colonnes 1 ont par exemple une forme générale cylindrique, par exemple une forme cylindrique s'étendant entre leur extrémité inférieure 110 et leur extrémité supérieure.
Par cylindre, on entend un volume creux délimité latéralement par une surface générée à partir d'une droite dite génératrice ayant une direction fixe et décrivant une courbe plane fermée dite courbe directrice, la surface étant délimitée en hauteur, par exemple par deux plans parallèles.
En référence aux figures 1 à 6b, les colonnes présentent par exemple des formes cylindriques de courbe directrice rectangulaire, en d'autres termes des formes parallélépipédiques. Les colonnes peuvent présenter d'autres formes cylindriques, par exemple des formes de cylindre de révolution (section circulaire), des formes tubulaires ou des formes prismatiques en général (section polygonale).
Les colonnes 1 sont de préférence orientées verticalement.
Les colonnes 1 peuvent comprendre des moyens de variation de hauteurs de colonnes. Les colonnes 1 sont donc par exemple des colonnes à
hauteur variable. Selon un mode de réalisation particulier, chaque colonne 1 peut ainsi comprendre un tube télescopique et/ou une culasse mobile pour rehausser la colonne 1 et de manière générale le système. Il est ainsi possible de réguler le niveau d'eau à l'intérieur des colonnes 1.
Les colonnes 1 peuvent présenter la même forme, comme illustré aux figures 1 à 6b, ou présenter des formes différentes.
Ouverture des colonnes Comme illustré aux figures 1 à 6b, l'ouverture 111 de l'extrémité
inférieure 110 des colonnes 1 peut être orientée vers le bas.
L'ouverture 111 peut être orientée selon d'autres directions. Par exemple l'ouverture 111 peut être placée latéralement au niveau des colonnes 1, par exemple au niveau des colonnes 1 disposées en périphérie du réseau.
L'ouverture 111 peut également être disposée latéralement pour plusieurs des colonnes 1 disposées en dehors de la périphérie, notamment si les colonnes sont dimensionnées pour que leurs extrémités inférieures 110 s'étendent à des hauteurs différentes.
Parois En référence aux figures 1 à 6b, certaines parois des colonnes 1 peuvent être communes à plusieurs colonnes.
Alternativement, certaines parois des colonnes 1 peuvent être disposées l'une contre l'autre ou de manière adjacente.
Organisation du réseau Les colonnes 1 peuvent être organisées selon des lignes, en particulier selon des alignements, par exemple selon plusieurs lignes et/ou rangées contigües.
Par ligne, on entend une ligne de colonnes 1 contigües. Les lignes sont par exemple des lignes courbes ou des lignes droites, c'est-à-dire des alignements.
En référence aux figures 1 à 6b, les colonnes peuvent être en particulier organisées selon des alignements rectilignes et parallèles entre eux. Le réseau peut alors s'étendre selon deux directions orthogonales, de sorte à former un quadrillage de la surface d'eau par les colonnes 1.
Alternativement, les colonnes 1 peuvent être organisées selon des lignes qui ne sont pas des droites, par exemple selon des courbes, par exemple selon des courbes concentriques.
Les colonnes 1 et le réseau peuvent être dimensionnés en fonction de la longueur d'onde caractéristique de la houle. Ainsi il est possible de choisir une section de colonnes 1, une hauteur de colonnes 1, et un type de lignes du réseau adaptées à un certain type de houle, c'est-à-dire à une certaine segmentation des vagues pour optimiser le rendement du système.
Soupapes anti-retour et caissons Soupapes Pour chaque colonne 1, la première soupape anti-retour 4 et/ou la deuxième soupape anti-retour 5 peut être disposée au-dessus de la colonne 1.
Alternativement, une ou plusieurs soupapes peuvent être disposées latéralement, notamment pour les colonnes situées en périphérie du réseau, ou pour des colonnes 1 qui ne sont pas situées en périphérie si les extrémités de ces colonnes 1 s'étendent à des hauteurs différentes des colonnes 1 contigües.
Organisation des soupapes et des caissons Les premières soupapes 4 des colonnes 1 du système sont par exemple disposées selon des premières lignes, par exemple des alignements. Les deuxièmes soupapes 5 des colonnes 1 du système sont par exemple alignées selon des deuxièmes lignes, par exemple des alignements.
Par ligne, on entend géométriquement un trait continu reliant des éléments. La ligne peut être par exemple droite ou courbe.
La disposition selon des lignes implique typiquement que les différentes lignes ne se croisent pas, c'est-à-dire que les éléments d'une ligne ne peuvent être disposés de part et d'autre d'une autre ligne. Le croisement peut être défini vis-à-vis d'une projection dans un plan, typiquement une projection selon un plan défini par la surface moyenne de l'eau.
Une ligne de soupapes 4 ou 5 est typiquement une ligne de soupapes 4 ou 5 de colonnes 1 contigües.
Une ligne de soupapes 4 ou 5 peut être une ligne de soupapes 4 ou 5 contigües, en particulier si les soupapes 4 ou 5 sont arrangées différemment des colonnes 1 correspondantes.
Les soupapes anti-retour sont par exemple des clapets.
De tels lignes ou alignements permettent de diminuer le volume total de la structure, et de connecter plus efficacement les soupapes entre elles de sorte à diminuer les pertes liées aux collecteurs.
Les lignes ou alignements de soupapes 4 et/ou 5 peuvent être rectilignes et parallèles entre eux, comme illustré aux figures 1 à 6b.
Les soupapes 4 et 5 peuvent former une alternance de premières lignes et de deuxièmes lignes au-dessus des colonnes 1.
En particulier, chaque première ligne peut être disposée au niveau d'une première portion 210 du caisson de surpression 2 et chaque deuxième ligne peut être disposée au niveau d'une deuxième portion 310 du caisson de dépression 3. Les premières portions et deuxièmes portions peuvent alors être disposées en alternance au-dessus des colonnes 1.
On obtient alors une structure dans laquelle, comme illustré par les figures 1 à 6b, les caissons 2 et 3 sont entrelacés au-dessus des colonnes 1.
Les portions des caissons 2 et 3 disposées en alternance peuvent être séparées par des parois communes.
Ainsi, il est possible de connecter directement chaque colonne 1 à
chacun des caissons 2 et 3 sans avoir recours à des collecteurs au niveau des soupapes 4 et 5 pour chaque ligne ou alignement, ou de limiter fortement les longueurs de collecteurs nécessaires et donc de limiter par là-même les pertes associées à de tels collecteurs.
Les premières portions peuvent présenter des formes de section croissante dans le sens d'écoulement du gaz. De même, les deuxièmes portions peuvent présenter des formes de section décroissante dans le sens d'écoulement du gaz. Il est ainsi possible d'éviter la limitation de l'écoulement du gaz, notamment due à une contrepression dans les caissons 2 et 3 au voisinage des soupapes, et donc de limiter les pertes de charge.
De plus, toutes les soupapes ne sont pas nécessairement ouvertes en même temps dans une même portion. Ceci diminue d'autant plus les risques d'accélération ou de saturation du flux de gaz par rapport à des collecteurs dédiés à chaque soupape.
En particulier, les premières portions 210 peuvent être chacune connectées à une même première chambre 220 du caisson de surpression 2, la première chambre étant disposée entre chaque première portion 210 et la turbine 6.
Les deuxièmes portions 310 peuvent être chacune connectées à une même deuxième chambre 320 du caisson de surpression 2, la deuxième chambre étant disposée entre chaque deuxième portion 210 et la turbine 6.
Par connecté, on entend une connexion fluidique, typiquement une connexion fluidique directe, typiquement que chaque portion débouche directement sur la première ou deuxième chambre correspondante.
Chaque caisson 2 ou 3 peut alors comprendre une partie ayant une forme générale de peigne, les portions formant les dents du peigne et la première ou deuxième chambre formant le manche du peigne. Les peignes des deux caissons 2 et 3 sont alors insérés l'un dans l'autre au niveau de leurs dents.
Il en résulte un gain d'espace important, et donc une diminution des coûts de réalisation de la structure ainsi qu'une diminution des pertes.
La première chambre 220 ou la deuxième chambre 320 est typiquement un bras. Par bras, on entend ici une portion du caisson étendue de sorte à ce que les portions correspondantes débouchent dessus.
La première chambre 220 peut présenter une forme de section croissante dans le sens d'écoulement du gaz.
En particulier la première chambre 220 peut présenter une forme dont la section est supérieure à la somme de chaque section d'une ouverture disposée en amont, chaque ouverture correspondant à une première portion 210 débouchant sur la première chambre 220 en amont de la section.
Ainsi, typiquement lorsque les premiers portions 210 sont de section croissante, la première chambre 220 peut présenter une forme dont la section est supérieure à la somme des sections maximales de chaque première portion 210 débouchant sur la première chambre 220 en amont de la section.
De même, la deuxième chambre 320 peut présenter une forme de section décroissante dans le sens d'écoulement du gaz.
En particulier la deuxième chambre 320 peut présenter une forme dont la section est supérieure à la somme de chaque section d'une ouverture disposée en aval, chaque ouverture correspondant à une deuxième portion 310 débouchant sur la deuxième chambre 320 en aval de la section.
Ainsi, typiquement lorsque les premiers portions 210 sont de section croissante, la première chambre 220 peut présenter une forme dont la section est supérieure à la somme des sections maximales de chaque première portion 210 débouchant sur la première chambre 220 en amont de la section.
Il est ainsi possible d'éviter la limitation de l'écoulement du gaz, notamment due à une contrepression entre les portions et les première 220 et deuxième 320 chambres d'un même caisson, et donc de limiter les pertes de charge.
La première chambre 220 et/ou la deuxième chambre 320 peuvent chacune former un réservoir de gaz et/ou de pression. Lorsque la turbine 6 fonctionne de manière saturée, il est ainsi possible de stocker la surpression dans le caisson de surpression 2 et la dépression dans le caisson de dépression 3 afin que la turbine 6 puisse continuer à fonctionner même si la houle et les vagues fournissent moins d'énergie par la suite.
En particulier, la première chambre 220 peut être disposée au-dessus de l'alternance de premières portions 210 et de deuxièmes portions 310.
De même la deuxième chambre 320 peut être disposée au-dessus de l'alternance de premières portions 210 et de deuxièmes portions 310.
Il en résulte une compacité encore supérieure du système.
Il en résulte également un coût moindre de réalisation, car il est possible d'utiliser des parois communes entre les portions d'un caisson 2, respectivement 3, et la deuxième chambre de l'autre caisson 3, respectivement la première chambre de l'autre caisson 2, comme dans les modes de réalisation illustrés aux figures 1 à 6b, dans lesquels les parois supérieures des sections d'un caisson 2, respectivement 3, forment des parties de parois inférieures de l'autre caisson 3, respectivement 2.
De même, une portion de paroi latérale des caissons 2 et 3peut être commune aux deux caissons 2 et 3. Il peut alors être avantageux de placer une ou plusieurs turbine au niveau de la portion de paroi commune, comme illustré
figure 1, et ainsi de réaliser un système encore plus compact et de limiter les pertes associées à des conduits d'acheminement du gaz à la turbine 6.
Alternativement, la première chambre 220 et/ou la deuxième chambre 320 peuvent être disposés de part et d'autre de l'alternance de premières portions 210 et de deuxièmes portions 310.
Lorsque la première chambre 220 et la deuxième chambre 320 sont disposées de part et d'autre de l'alternance de premières portions 210 et de deuxièmes portions 310, il est possible d'obtenir une structure plus basse, et donc plus stable.
Que la première chambre 220 et la deuxième chambre 320 soient positionnés de part et d'autre ou au-dessus des portions 210 et 310 de caissons 2 et 3, la turbine 6 peut être positionnée entre deux extrémités des bras, comme illustré figure 3.
Quelle que soit la position de la première chambre 220 et de la deuxième chambre 320, il est possible de dimensionner ces chambres des caissons 2 et 3 de sorte à former des goulots d'étranglement au voisinage de la turbine 6 uniquement. Ces goulots d'étranglement permettent d'accélérer l'air au niveau du passage dans la turbine 6 et d'augmenter le rendement en permettant un écoulement régulier de l'air même en cas de faible houle.
Selon un mode de réalisation particulier, chaque première portion 210 comprend deux premières lignes successives et chaque deuxième portion 310 comprend deux deuxièmes lignes successives.
On obtient alors une structure pour laquelle les soupapes sont placées tête-bêche d'une ligne à l'autre, ou d'un alignement à l'autre, comme illustré
figure 3.
Ceci permet d'obtenir une structure encore moins coûteuse à réaliser car chaque section comprend deux lignes ou alignements.
Un avantage supplémentaire d'un tel mode de réalisation est d'éviter les pertes liées au déphasage de l'onde de la houle, et même d'en bénéficier, même si l'onde de propagation est parallèle aux lignes ou alignements.
En effet, les soupapes d'un même type étant organisées selon deux lignes successives, ou alignements successifs, de colonnes contigües, en particulier si l'eau est soumise à une onde se propageant de manière parallèle aux lignes, en particulier aux alignements, les colonnes peuvent être dimensionnées de sorte qu'au moins une des deux lignes, en particulier alignements, présente des soupapes ouvertes. Chaque section a donc une probabilité beaucoup plus importante d'être traversée par un flux de gaz à un instant donné et que les flux de gaz soient répartis plus équitablement entre les différentes portions des caissons 2 et 3.
De plus, l'espace mis à disposition pour le flux de gaz par la section associé à une ligne ou un alignement étant mutualisé entre les lignes ou alignements deux à deux, et les soupapes de chaque ligne ou alignement n'étant pas systématiquement toutes ouvertes au même moment, il est ainsi possible de gagner encore en espace lors de l'écoulement de gaz depuis ou vers chaque soupape anti-retour 4 et/ou 5 et de diminuer encore l'accélération du gaz et les possibilités de saturation du flux de gaz.
Flotteur interne à une colonne Selon un mode de réalisation particulier, une ou plusieurs colonnes, de manière préférentielle toutes les colonnes, de la structure présente un dispositif flotteur interne 11 à chaque colonne 1. Un tel dispositif comprenant typiquement un flotteur interne 11 est par exemple illustré figure 8.
Le flotteur interne 11 est typiquement dimensionné pour être suffisamment léger pour flotter sur l'eau présente dans la colonne. Ainsi le flotteur interne peut être dimensionné pour se déplacer dans la colonne en étant porté par l'eau dans la colonne au moins entre une position basse à une première hauteur et une position haute à une deuxième hauteur.
Le déplacement du flotteur interne peut être guidé par des moyens de guidage disposés dans la colonne 1. Les moyens de guidage peuvent comprendre un guide.
Les moyens de guidage limitent par exemple le déplacement du flotteur interne entre la position haute et la position basse.
Il est ainsi possible par exemple d'éviter que le flotteur interne ne sorte de la colonne 1.
Alternativement ou en complément, les moyens de guidage permettent par exemple de limiter le mouvement du flotteur interne selon d'autre degrés de liberté, par exemple pour éviter que le flotteur interne ne bascule ou ne tourne et ne vienne à se bloquer le long de la colonne.
Selon un exemple de mode de réalisation, les moyens de guidage comprennent des rails s'étendant le long d'une paroi intérieure de la colonne 1, le flotteur interne présentant des éléments complémentaires de sorte à ce que le flotteur interne se déplace le long des rails.
Les rails peuvent ainsi être conformés de sorte à limiter le déplacement du flotteur interne entre la position haute et la position basse, par exemple au moyen de butées.
Le flotteur interne est par exemple adapté pour aplanir le niveau de l'eau à l'intérieur de la colonne. On évite ainsi des différences de niveau d'eau dans une même colonne, qui ont tendance à provoquer des perturbations du flux dans une même colonne 1 dues entre autres à des phénomènes de résonance dont résulte des pertes de pression. A cet effet, le flotteur interne présente par exemple une forme générale complémentaire à la section intérieure de la colonne 1, avec des dimensions réduites pour présenter un jeu.
Le flotteur interne est par exemple adapté pour empêcher l'eau de pénétrer depuis la colonne dans les soupapes.
Ceci permet d'éviter que de l'eau pénètre dans les caissons 2 et/ou 3, et vienne diminuer la flottabilité du système et/ou le rendement du système.
Par ailleurs, ceci permet d'éviter qu'une force trop importante exercée par l'eau ne vienne endommager les soupapes. En effet, afin d'obtenir une efficacité et une réactivité importante, les soupapes sont dimensionnées de préférence pour réagir avec une sensibilité importante aux pressions exercées par l'air. Or une telle sensibilité implique que des efforts exercés par un liquide tel que l'eau risquent d'endommager de manière importante les soupapes.
Lorsque des soupapes sensibles sont installées, il est donc souhaitable de les protéger.
A cet effet, la colonne présente par exemple une zone de butée 14 supérieure complémentaire du flotteur interne au niveau de la deuxième hauteur, s'étendant à partir de la paroi intérieur de la colonne, et dans laquelle le flotteur interne vient s'imbriquer lorsqu'il est déplacé jusqu'à
cette structure afin de former une fermeture étanche à cet endroit. Ainsi, lorsque l'eau monte jusqu'à ce que le flotteur interne vienne s'imbriquer dans la zone de butée supérieure, l'eau ne peut plus monter et ne pourra donc ni entrer dans le caisson 2 ou 3, ni endommager les soupapes disposées au-dessus de la zone de butée.
La zone de butée supérieure comprend par exemple un joint étanche contre lequel le flotteur interne vient s'appuyer afin de former une fermeture étanche.
La zone de butée supérieure peut être adaptée pour former un amortisseur et limiter ainsi l'usure du flotteur due à ses butées successives contre la zone de butée. Alternativement ou en complément, un élément amortisseur 13 peut être positionné sur le flotteur 11.
Alternativement ou en complément, le flotteur interne est par exemple adapté pour empêcher l'air de sortir de la colonne par l'ouverture 111.
Ceci permet d'éviter que du gaz ne sorte du système lorsque le niveau de l'eau descend, provoquant une dépression dans la colonne et une aspiration tendant à entraîner le gaz vers l'extérieur du système par l'ouverture 111, en particulier lorsque le niveau des vagues diminue suffisamment pour atteindre l'ouverture 111. Une diminution de la quantité de gaz dans le système diminuerait progressivement le rendement dans le système.
A cet effet, la colonne présente par exemple une zone de butée inférieure complémentaire du flotteur interne au niveau de la première hauteur, s'étendant à partir de la paroi intérieure de la colonne, et dans laquelle le flotteur interne vient s'imbriquer lorsqu'il est déplacé par l'eau dont le niveau s'abaisse jusqu'à cette structure afin de former une fermeture étanche à cet endroit. Ainsi, lorsque l'eau descend dans la colonne jusqu'à ce que le flotteur interne vienne s'imbriquer dans la zone de butée inférieure, le gaz reste dans la colonne au-dessus de la première hauteur, et ne pourra donc pas s'échapper du système.
La zone de butée inférieure comprend par exemple un joint étanche contre lequel le flotteur interne vient s'appuyer afin de former une fermeture étanche au gaz.
La zone de butée inférieure peut être adaptée pour former un amortisseur et limiter ainsi l'usure du flotteur due à ses butées successives contre la zone de butée inférieure. Alternativement ou en complément, un élément amortisseur 13 peut être positionné sur le flotteur 11.
Alternativement, le flotteur interne peut être adapté pour se déplacer dans la colonne, et présenter des moyens de nettoyage 15 des parois latérales de la colonne.
Un problème récurrent pour des systèmes en contact avec l'eau est la formation de biofilms marins. Ces derniers tendent à endommager les parois en contact sur lesquels ils se développent.
De plus, le nettoyage des colonnes 1 peut être complexe à mettre en oeuvre et sa mise en oeuvre classique nécessiterait d'arrêter le fonctionnement de la colonne 1, voire du système entier, ce qui implique qu'aucune énergie n'est convertie durant cette période.
Le déplacement du flotteur interne 11 avec les mouvements oscillatoires de l'eau dans la colonne 1 peuvent ainsi permettre de nettoyer la colonne et de prévenir la formation des biofilms.
Par ailleurs, ce nettoyage s'effectue de manière continue lorsque le système est en fonctionnement normal, et évite donc d'arrêter le système pour nettoyer les colonnes.
Le flotteur interne peut ainsi comprendre sur sa périphérie des éléments tels que des brosses et/ou des racleurs venant frotter la paroi intérieure des colonnes et arracher les films qui s'y développent.
Régulateur de pression Selon un mode de réalisation particulier, le système comprend un dispositif de régulation de pression.
Le dispositif de régulation de pression est adapté pour ajuster la somme de la pression du caisson de surpression 2 et de la pression du caisson de dépression 3 par rapport à la pression atmosphérique.
Le dispositif de régulation de pression est adapté pour ajuster la moyenne de la pression du caisson de surpression 2 et de la pression du caisson de dépression 3 avec la pression atmosphérique.
Le dispositif de régulation de pression comprend par exemple deux pistons disposés dans deux chambres pour comparer des pressions deux à deux.
Le dispositif de régulation de pression comprend par exemple un double piston disposé dans une chambre. Le double piston comprend deux pistons séparant de manière étanche la chambre en trois parties.
Chaque piston est par exemple mobile indépendamment de l'autre piston dans la même chambre dont une partie extrémale et une partie inter-pistons sont connectées fluidiquement chacune à l'un des deux caissons 2 et 3 par des moyens de connexion. Une autre extrémité est connectée fluidiquement à l'extérieur par des moyens de connexion. Les moyens de connexion sont par exemple des conduits.
Le dispositif de régulation peut être agencé de sorte que les trois parties de la chambre présentent respectivement la pression du caisson de dépression 3, du caisson de surpression 2 et la pression atmosphérique.
Ainsi la position et les caractéristiques du déplacement des pistons dépendent de la différence entre ces pressions.
Les pistons peuvent être aptes à actionner des valves en fonction de leur position et de leur déplacement, de sorte à aspirer de l'air extérieur dans le caisson de dépression 3 lorsque la somme des pressions des deux caissons 2 et 3 est inférieure au produit de la pression atmosphérique et d'un coefficient fixé.
De même, les pistons peuvent être aptes à actionner des valves en fonction de leur position, de sorte à de l'air du caisson de surpression 2 s'échapper lorsque la somme des pressions des deux caissons 2 et 3 est supérieure au produit de la pression atmosphérique et d'un coefficient fixé.
Dispositif d'évacuation de l'eau Selon un mode de réalisation particulier, le caisson de surpression 2 et/ou le caisson de dépression 3 peut comprendre des moyens d'évacuation d'eau 17, par exemple un dispositif d'évacuation d'eau.
Le dispositif d'évacuation d'eau d'un caisson 2 ou 3 est par exemple disposé au dans une partie basse du caisson 2 ou 3, de sorte à ce que l'eau s'y dirige par gravité. Le dispositif d'évacuation peut être disposé au niveau d'une extrémité du caisson 2 ou 3 proche de la périphérie du système.
Le dispositif d'évacuation d'un caisson 2 ou 3 comprend par exemple un tube connecté à un clapet anti-retour.
Le tube s'étend par exemple à une hauteur inférieure à celle des colonnes 1. De cette manière, lorsque le niveau de l'eau diminue au voisinage d'une extrémité basse du tube, par exemple en raison du passage d'un creux d'une vague à une extrémité basse, le jeu des pressions provoque la sortie de l'eau sans fuite du gaz et donc de pression. Une telle configuration permet par exemple de vider le tube du caisson de dépression 3 où la pression interne basse tend à prévenir la sortie de l'eau du tube.
Le dispositif d'évacuation d'eau est par exemple un système de type vide-vite.
De tels dispositifs sont illustrés par exemple figure 1.
Déflecteur de houle Selon un mode de réalisation particulier, le système peut comprendre des moyens de déflection de la houle.
Ces moyens de déflection sont par exemple adaptés pour concentrer la houle vers les ouvertures 111 des colonnes afin d'augmenter les oscillations de l'eau dans les colonnes 1.
Ces moyens de déflection sont par exemple adaptés pour limiter la concentration de la houle dirigée vers les ouvertures 111 des colonnes 1 afin de diminuer les oscillations de l'eau dans les colonnes 1 en cas de mer mouvementée et de protéger ainsi l'intérieur du système, par exemple des soupapes des colonnes 1.
Les moyens de déflection peuvent être fixes, ou mobiles entre aux moins deux position pour permettre de concentrer la houle dirigée vers les ouvertures 111 en cas de mer calme et/ou de limiter la houle dirigée vers les ouvertures 111 en cas de mer forte ou de tempête.
Les moyens de déflection peuvent comprendre au moins un déflecteur.
Les moyens de déflection peuvent comprendre au moins une paroi ou cloison, fixe ou mobile, disposée sur le système, par exemple sur une cloison extérieure du système, pour orienter la houle vers le bas, c'est-à-dire vers les ouvertures 111 des colonnes.
Les moyens de déflection peuvent comprendre au moins une cloison, fixe ou mobile, disposée sous les ouvertures 111 lorsque le système est en fonctionnement normal, pour orienter la houle vers le haut, c'est-à-dire vers les ouvertures 111, et/ou pour limiter l'accès aux ouvertures 111.
L'effet de déflection peut ainsi être modulé lorsque la cloison est mobile en fonction de la position des déflecteurs positionnés sous les ouvertures 111, en particulier en fonction de leur orientation et de leur hauteur vis-à-vis des parties inférieures des colonnes.
Ainsi les cloisons mobiles disposées sous les ouvertures 111 sont par exemple disposées au fond de l'eau, ou reliées au système au moyen de câbles, par exemple de câbles de longueur modulable pour modifier l'effet des cloisons mobiles sur la houle.
Des exemples de cloisons mobiles sont par exemple fournis figures 6a et 6b.
Elément de flottaison du système Le système peut comprendre des moyens de flottaison 16 afin de maintenir le système à un certain niveau dans le volume d'eau.
Ces moyens de flottaison 16 comprennent typiquement des flotteurs.
Ensemble de conversion d'énergie Il est également décrit un ensemble de conversion d'énergie issue de la houle.
Un tel ensemble comprend une pluralité de systèmes connectés entre eux. Les systèmes sont par exemple connectés entre eux au niveau d'une partie centrale 1003, ce partie centrale pouvant comprendre des turbines 6 communes aux différents systèmes.
De préférence, les systèmes sont connectés entre eux de sorte à former des angles différents de 1800, de préférence également 90 de sorte à
optimiser la conversion d'énergie quelle que soit la direction de propagation de la houle.
Une telle organisation permet également d'éviter les phénomènes de déplacement des systèmes, typiquement du tangage et/ou de roulis des systèmes, sous les effets de la houle et des vagues. Ces phénomènes sont à
éviter car ils diminuent le rendement des systèmes. En effet, la houle et les vagues en général peuvent déplacer le système, ce qui diminue alors les oscillations à l'intérieur des colonnes 1 et donc l'énergie qui peut être convertie.
Typiquement une pluralité de systèmes, au moins trois systèmes, sont ainsi connectés entre eux en formant des angles égaux entre eux, par exemple 120 .
Exemples de mode de réalisation Premier exemple de système En référence aux figures 1 et 2 un système selon un premier exemple de mode de réalisation de l'invention est décrit.
Le système comprend des colonnes 1 organisées de manière contigüe par exemple selon un quadrillage, les colonnes 1 partageant de préférence des parois avec les colonnes contigües. Le quadrillage comprend par exemple quatre lignes de sept colonnes 1 chacune.
Les colonnes 1 sont orientées de préférence verticalement. Les colonnes 1 ont par exemple des sections rectangulaires, typiquement de l'ordre de 0,5 x 0,7 m pour une hauteur de 2,2 m.
Le haut des colonnes (non représenté) est typiquement fermé et muni pour chaque colonne d'une première soupape anti-retour 4 et d'une deuxième soupape anti-retour 5, chaque soupape anti-retour communiquant avec une portion 210 ou 310 du caisson 2 ou 3 correspondant.
Préférentiellement, comme illustré figure 2, chaque première portion 210 de caisson de surpression 2 et chaque deuxième portion 310 de caisson de dépression 3 s'étend partiellement au-dessus de deux lignes adjacentes de colonnes 1, de sorte à ce que les soupapes anti-retour 4 et 5 de même type des colonnes des deux lignes soient connectées à la même portion. Ainsi, deux lignes de premières soupapes anti-retour 4 correspondant à deux lignes de colonnes 1 adjacentes sont par exemple connectées à la même première portion 210.
Il en résulte que les lignes ou alignements de soupapes anti-retour sont prévus tête-bêche entre une ligne ou un alignement de colonnes 1 et la ligne ou l'alignement adjacent.
Le caisson de surpression 2, respectivement le caisson de dépression 3, présentent préférentiellement chacun une première chambre 220, respectivement une deuxième chambre 320, s'étendant au-dessus des premières portions 210 et deuxièmes portions 310.
Les caissons 2 et 3 sont par exemple séparés par une paroi 610. La paroi s'étend par exemple s'étendant orthogonalement au quadrillage de colonnes 1 et est disposée sensiblement au milieu du système.
La paroi 610 est typiquement munie d'au moins une turbine 6 permettant l'écoulement du gaz entre le caisson de surpression 2 et le caisson de dépression 3.
Ainsi, chaque première portion 210 de caisson de surpression 2 comprend une sous-portion distale 211 disposée sous la deuxième chambre 320 du caisson de dépression 3 et une sous-portion proximale 212 disposée sous la première chambre 220 du caisson de surpression 2 et directement connectée à
la première chambre 220 du caisson de surpression 2.
De même, chaque deuxième portion 310 de caisson de surpression 3 comprend une sous-portion distale 311 disposée sous la première chambre 220 du caisson de surpression 2 et une sous-portion proximale 312 disposée sous la deuxième chambre 320 du caisson de dépression 3 et directement connectée à
la deuxième chambre 320 du caisson de dépression 3.
Ainsi, chaque sous-portion distale 211 du caisson de surpression 2 est séparée des sous-portions proximales 312 adjacentes du caisson de dépression 3, typiquement par des parois latérales 2111 et 2112.
De même, chaque sous-portion distale 311 du caisson de dépression 3 est séparée des sous-portions proximales 212 adjacentes du caisson de surpression 2, typiquement par des parois latérales 3111 et 3112.
De plus, chaque sous-portion distale 211 du caisson de surpression 2, est séparée de la deuxième chambre 320 du caisson de dépression 3, disposé au-dessus, par une paroi supérieure 2113 connectée aux parois latérales 2111 et 2112 de sorte que la sous-portion distale 211 soit isolée hermétiquement du caisson de dépression 3.
De même, chaque sous-portion distale 311 du caisson de dépression est séparée de la première chambre 220 du caisson de surpression 2, disposé au-dessus, par une paroi supérieure 3113 connectée aux parois latérales 3111 et 3112 de sorte que la sous-portion distale 311 soit isolée hermétiquement du caisson de surpression 2.
De préférence, les parois supérieures 2113 et 3113 sont inclinées par rapport à la ligne ou l'alignement des soupapes 4 ou 5, de sorte à former une sous-portion de section croissante ou décroissante et de prendre en compte la sommation ou la soustraction des flux dirigé vers les soupapes 4 ou 5 ou issus des soupapes 4 ou 5, le long des sous-portions.
Les parois entre les colonnes 1 et entre les sous-portions et la première chambre 220 et la deuxième chambre 320 ont typiquement des épaisseurs entre 1 et 3 mm.
Le caisson de surpression 2 et le caisson de dépression 3 peuvent par ailleurs être isolés de l'extérieur par des parois latérales et des parois formant toiture Les caissons s'étendent également au-delà des colonnes 1, de sorte à
prévoir de part et d'autre des colonnes un couloir de maintenance 18 dans chacun des caissons.
Deuxième exemple de système En référence aux figures 3 à 5b, un système selon un deuxième exemple de mode de réalisation de l'invention est décrit.
L'organisation relative des colonnes 1, des soupapes anti-retour 4 et 5 et des caissons 2 et 3 est similaire à celle du premier exemple.
Les colonnes 1 dans lesquelles le niveau de l'eau est minimal par rapport au niveau moyen 20 car elles sont traversées par le creux 10 de la vague sont soumises à un effort de dépression.
Les colonnes 1 dans lesquelles le niveau de l'eau est maximal par rapport au niveau moyen 20 car elles sont traversées par la crête 10 de la vague sont soumises à un effort de compression.
La répartition des premières soupapes anti-retour 4 en direction et des deuxièmes soupapes anti-retour 5 au-dessus des colonnes 1 est mise en évidence.
Toutefois, la turbine 6 est disposée dans un goulot d'étranglement formé de part et d'autre de la turbine 6 par le caisson de surpression 2 et par le caisson de dépression 3. Ce goulot permet d'accélérer le flux de gaz au niveau de la turbine 6 uniquement afin d'assurer un meilleur rendement. Ce goulot peut être réalisé en prolongement de la première chambre 220 et de la deuxième chambre 320 Les flèches 7 représentent le flux de gaz entrant dans la turbine 6 et les flèches 8 représentent le flux sortant de la turbine 6.
Les soupapes anti-retour 4 et 5 comprennent par exemple des clapets adaptés pour être basculé en fonction du sens de circulation permis par chaque soupape.
Les premières soupapes anti-retour 4 sont par exemple agencées sur les parois latérales 3111 et 3112 des sous-portions distales 311 des deuxièmes portions du caisson de dépression 3, comme illustré figure 4, et/ou sur les parois des colonnes 1.
De même, les deuxièmes soupapes anti-retour 5 sont par exemple agencées sur les parois des colonnes 1, comme illustré figure 4, et/ou sur les parois latérales 2111 et 2112 des sous-portions distales 211 des deuxièmes portions du caisson de dépression 2.
Troisième exemple de système En référence aux figures 6a et 6b, un système selon un troisième exemple de mode de réalisation de l'invention est décrit.
L'organisation relative des colonnes 1, des soupapes anti-retour 4 et 5 et des caissons 2 et 3 est similaire à celle du premier exemple.
Le système peut comprendre des moyens de déflection de la houle. En particulier, le système peut comprendre une ou plusieurs cloisons supérieures latérales 23 disposés par exemple au niveau de la surface 20 de l'eau. Les cloisons supérieures latérales 23 sont disposées de part et d'autre du système.
Le système comprend par exemple en complément ou en alternative des cloisons disposées sous le niveau de l'eau 20.
Ainsi le système comprend par exemple des cloisons inférieures centrales 22 disposées sous le réseau de colonnes 1. Le système comprend par exemple des cloisons inférieures latérales 21 disposées sous les cloisons supérieures latérales 23.
Les cloisons peuvent être fixes. Elles sont alors adaptées à une configuration possible. Préférentiellement, les cloisons sont mobiles pour adapter la déflection de la houle au profil de houle auquel est soumis le volume d'eau à un moment donné.
Lorsque la mer est normale, c'est-à-dire que la hauteur de la houle est adaptée aux dimensions des colonnes 1, en particulier à leur hauteur, pour obtenir un rendement souhaité, toutes les cloisons sont disposées en position neutre, typiquement horizontalement, afin de ne pas modifier la houle.
Lorsque la mer est calme, si la hauteur de houle est trop faible par rapport aux dimensions des colonnes 1, les cloisons peuvent prendre une orientation convergente par rapport à la partie inférieure 110 des colonnes 1.
Les cloisons permettent alors une concentration de la houle dans les colonnes et augmente l'amplitude des oscillations de l'eau dans les colonnes. En effet, en eaux calmes, il est nécessaire d'augmenter autant que possible les mouvements de la houle afin d'améliorer le rendement.
Ceci peut par exemple être obtenu avec le système représenté figure 6a.
Les cloisons supérieures latérales 23 sont par exemple orientées pour diriger la houle vers le bas. Des parois extérieures du système peuvent présenter une orientation similaire pour accompagner le mouvement de la houle dans la direction fournie par les cloisons supérieures latérales 23.
Les cloisons inférieures latérales 21 sont par exemple orientées de manière symétrique pour diriger la houle vers le haut. Les cloisons inférieures centrales 22 peuvent alors être placées de manière horizontale pour ne pas bloquer le mouvement de la houle.
Lorsque la mer est forte ou lors d'une tempête, si la hauteur de la houle est trop grande par rapport à la hauteur des colonnes 1, les cloisons peuvent prendre une orientation divergente par rapport à la partie inférieure 110 des colonnes 1. Les cloisons permettent alors une dispersion partielle de l'énergie de la houle initialement dirigée vers les colonnes 1 et diminue ainsi l'amplitude des oscillations de l'eau dans les colonnes 1. En effet, en mer forte, il est nécessaire de diminuer les mouvements de la houle afin d'éviter d'endommager le système.
Ceci peut par exemple être obtenu avec le système représenté figure 6b.
Les cloisons supérieures latérales 23 sont par exemple orientées pour diriger la houle vers le haut, c'est-à-dire contre les parois du système et non pas sous les parois.
Les cloisons inférieures latérales 21 sont par exemple orientées de manière symétrique par rapport au niveau de flottaison 20, en s'approchant d'une direction verticale pour diriger la houle vers le bas. Les cloisons inférieures centrales 22 peuvent alors être placées de manière similaire pour diriger la houle vers le bas.
Quatrième exemple de système En référence à la figure 7, un système selon un quatrième exemple de mode de réalisation de l'invention est décrit.
L'organisation relative des colonnes 1, des soupapes anti-retour 4 et 5 et des caissons 2 et 3 est similaire à celle du troisième exemple.
Les caissons 2 et 3 s'étendent préférentiellement au-delà des colonnes 1, de sorte à prévoir de part et d'autre des colonnes un couloir de maintenance dans chacun des caissons 2 et 3. Ce couloir de maintenance permet par exemple à une personne d'entrer dans les caissons 2 et/ou 3 pour effectuer des réparations, un nettoyage ou toute sorte d'entretien.
Le système peut comprendre un ou plusieurs éléments de flottaison 16 afin d'améliorer ses capacités de flottaison.
Ces éléments de flottaison 16 sont par exemple disposés de part et d'autre du système, par exemple dans une partie basse du système, par exemple en dessous des couloirs de maintenance 18.
Par ailleurs, le système peut comprendre des moyens d'évacuation d'eau 17 des caissons 2 et/ou 3. Les moyens d'évacuation d'eau 17 peuvent comprendre un dispositif d'évacuation d'eau tel qu'un vide-vite.
Le dispositif d'évacuation d'eau 17 peut être disposé au niveau du couloir de maintenance 18, par exemple sous la forme d'une évacuation d'eau disposée dans le couloir de maintenance 18. Le dispositif d'évacuation d'eau peut comprendre un élément tubulaire, qui traverse par exemple l'élément de flottaison 16.
De plus, le système peut comprendre une pluralité de turbine 6.
De préférence, la paroi au voisinage de la turbine 6 présente une forme adaptée pour diriger les flux de gaz vers la turbine 6.
Exemple de dispositif flotteur interne à une colonne En référence à la figure 8, il est décrit une colonne 1 d'un système selon l'invention, comprenant un dispositif flotteur interne 11 à la colonne 1.
Le flotteur interne 11 présente une forme adaptée pour se déplacer le long de la colonne 1.
Le flotteur interne 11 comprend typiquement une membrane ou paroi adaptée pour couvrir la majeure partie de la surface de l'eau dans la colonne 1, de sorte à aplanir cette surface.
Par ailleurs, la forme du flotteur interne 11 est typiquement adaptée pour fermer hermétiquement la colonne 1 lorsque le flotteur vient rencontrer une zone de butée 14 supérieure ou inférieure.
Le flotteur interne 11 comprend par exemple au moins un élément amortisseur 13 pour limiter le choc lors de la rencontre avec l'une des zones de butée 14. Cet élément amortisseur prend par exemple la forme d'un plot dépassant du flotteur interne 11 au niveau de sa périphérie.
Le déplacement du flotteur est typiquement limité par des moyens de guidage 12, typiquement des rails 12 le long desquels le flotteur 11 se déplace.
Le flotteur peut comprendre, au niveau de rebords, des moyens de nettoyage 15 des parois latérales de la colonne 1. Ces moyens comprennent typiquement des brosses 15. Les rails 12 peuvent également présenter des brosses 15 qui sont actionnées au passage du flotteur.
La colonne 1 est typiquement cylindrique de section rectangulaire.
Exemple d'ensemble de conversion d'énergie En référence à la figure 9, il est décrit un ensemble de conversion d'énergie issue de la houle ou des vagues.
L'ensemble comprend une pluralité de systèmes selon l'invention connectés entre eux. Par exemple, l'ensemble comprend trois systèmes connectés entre eux à une de leurs extrémités par une partie centrale 1003.
L'autre extrémité peut présenter des cloisons de déflection de la houle 23 et 1001.
L'ensemble peut flotter, et être limité dans ses déplacement au moyens de guides 1002, typiquement des poteaux.
La partie centrale 1003 peut contenir des turbines 6 communes aux différents systèmes.
Exemple numérique Soit un système selon l'invention dont les colonnes 1 ont une section cumulée de 1000 m2, placé à l'extérieur des digues de Saint Jean de Luz et soumis à la houle hivernale.
Cette houle présente une hauteur H de houle de 2 m et une période T
de 7s.
Soit Ha la hauteur moyenne de houle après amortissement par le système, avec un amortissement surévalué à 30%.
Ha = 1,4 m Soit dipmax la différence de pression entre la surpression maximale et la dépression maximale au niveau des OWC.
dipmax= 2 . dPHa = 28 000 Pa Soit dP, la variation de pression utile pour tenir compte des pertes de charge aérodynamiques.
dP, = dPmax - 10% = 25200 Pa Soit Vmax la vitesse maximale de l'air avec une masse volumique de l'air p de 1,20 kg/m3 à 15 humide.
Vmax = (2.dPu/p)1/2 = 205 m/s Soit Dmax le débit maximum.
Dmax = Ha.S/T = 285 m3/s Soit V la vitesse maximale de l'air dans la turbine avec une section pratique de turbine S de 1,4 m2, V = Dmax/S = 203 m/s On a donc bien V < Vmax.
En utilisant la formule de Betz, on en déduit la puissance maximale théorique :
Pmax = 1/2=p.S.V3 = 7 026 958 W
Dans certaines zones, en observant les données météo disponibles, on constate que ces conditions sont réunies plus de 95 % du temps soit plus de 8300 heures par an.
Il en résulte une production potentielle théorique maximale d'environ 58000 MWH /an (soit 58 GWH) pour 1000 m2 de capteurs.
Avec un tel rendement théorique, il faudrait environ 9 km2 de surface de colonnes pour fournir 520 TWH annuels, à savoir la consommation électrique totale actuelle de la France.
En considérant un rendement pratique de 25% il faudrait donc 36 km2 de surface, soit 3600 systèmes ou ensembles selon l'invention de 10 000 m2 au total, répartis par exemple en 36 parcs de 100 systèmes ou ensembles. 4 The invention is advantageously completed by the characteristics following, taken alone or in any of their combinations technically possible:
- for each column the first non-return valve and the second check valve are arranged above the column, - the first non-return valves of the system columns are arranged in first lines, and the second anti-theft valves return of the columns of the system are arranged in seconds lines, the lines are rectilinear alignments parallel to each other, - the valves form an alternation of first lines and second lines above the columns, each first line is disposed at a first portion of the booster chamber and every second line is arranged at the level of a second portion of the depression box, the first portions and second portions being arranged alternately above columns, each first portion, respectively second portion, has a increasing section, respectively decreasing, in the direction gas flow, - the first portions are each connected to the same first chamber of the pressure chamber disposed between each first portion and the turbine, and the second portions are each connected to the same second chamber of the depression box disposed between each second portion and the turbine, - the first bedroom and the second bedroom are arranged above alternating first portions and second portions, - the first bedroom and the second bedroom are arranged on each side alternatively, alternating first and second portions, - the first chamber, respectively second chamber, has a section increasing or decreasing in the direction of flow of the gas, each first portion comprises two successive first lines and each second portion comprises two successive second lines, each column comprises an internal float device adapted to prevent water from entering from the column into the valves, each column comprises an internal float device adapted to prevent air from coming out of the column through the opening, each column comprises an internal float device adapted to move in the column, the internal float device presenting means for cleaning the side walls of the column, a pressure regulating device adapted to adjust the average of the pressure booster pressure and the pressure of the depression with respect to atmospheric pressure, the booster chamber and / or the vacuum chamber comprises a water evacuation device, means for deflecting the swell with respect to the openings of the columns the deflection means comprise movable partitions arranged with on both sides and / or below the columns The invention also relates to an energy conversion assembly derived from the swell and / or waves comprising a plurality of such systems than previously described, the systems being connected to each other.
DRAWINGS
Other objectives, features and benefits will emerge at reading of the following description given for illustrative and non-limiting in reference to the drawings, among which:
FIG. 1 represents a perspective view of a system according to a first exemplary embodiment of the invention, in transparency of a sidewall of the system, FIG. 2 represents a view from above of the system of FIG.
transparency of a roof of the system, FIG. 3 represents a view in section from above along a plane DD
of a system according to a second exemplary embodiment of the invention, FIG. 4 represents a view in lateral section along a plane AA of FIG.
system of Figure 3, FIG. 5a shows a view in lateral section along a plane BB
of Figure 3, when the water level increases in columns of the system represented, FIG. 5b represents a view in lateral section along a plane CC
of Figure 3, when the water level decreases in columns of system represented, FIG. 6a shows a front view of a system according to a third exemplary embodiment of the invention, in transparency of a wall side of the system, with wave deflection means, in case of calm sea, FIG. 6b represents a front view of a system according to third exemplary embodiment of the invention, in transparency of a wall side of the system, with wave deflection means, in case of strong sea, FIG. 7 represents a perspective view of a system according to a fourth exemplary embodiment of the invention, presenting flotation elements, FIG. 8 represents an internal float device of a column of a system according to another example of a particular embodiment of the invention, FIG. 9 represents a perspective view of a set of energy conversion from the swell, comprising several systems according to a another exemplary embodiment of the invention.
DESCRIPTION
General structure of the system With reference to FIGS. 1 to 9, it describes a conversion system energy from waves and / or waves.
By wave and / or wave we will hear any oscillation of the surface of the sea, whatever its origin (tide, winds, ships).
In particular, such a system can thus make it possible to convert energy from random waves that are not directly associated with the swell.
The system comprises a network of columns 1 of water compression.
By column 1 is meant a hollow structure comprising one or a plurality of sidewalls extending in a substantially direction vertical between two ends and delimiting an interior space separated from the outside.
Each column allows the flow of a fluid between its ends.
Each column 1 has a first end, said end lower 110, adapted to be immersed in a volume of water undergoing the action of the swell.
We will understand here the terms lower and higher as terms of relative position of the elements according to their height, that is to say according to their altitude relative to a reference level such as sea level where the system is intended to be positioned and when in use normal system.
The system is therefore configured so that in normal use, the lower end 110 of each column 1 is located below the level of water 20.
The lower end 110 has an opening 111 to accommodate water the volume of water in column 1, so as to form a chamber comprising a gas in an upper portion 120 of the column 1.
In this way, the gas is trapped in the chamber and can not escape through the opening 111 because the latter is placed lower, under the water.
In normal use, the opening 111 is placed under water.
The opening 111 is configured so that the water in column 1 undergo the action of the swell that applies to the volume of water.
The gas is typically air.
The upper part 120, to form a chamber, therefore delimits with the water level inside column 1 a space in which the gas can be compressed.
In addition, column 1 is dimensioned so that the oscillations water can compress the gas, that is to say increase to make an effort mechanically on the gas, typically by reducing the volume of the chamber in which it is.
Or an oscillatory movement such as swell corresponds to a wave which is spreading on the surface of the water. This wave forms a spatial succession areas where the water level is higher compared to areas where the water level is lower. At a given point of the surface the oscillation forms a succession in time of periods when the water level increases and times when the water level decreases.
So, if the side wall of column 1 is configured so that water has too much surface inside column 1, there is will have inside column 1 areas where the water level will be more high and areas where the water level will be lower. The effect of some offsetting that of others, no compression or depression will be applied to the gas in the room.
The interior space of columns 1 must therefore be dimensioned so as to that the water level inside column 1 is alternatively in average increase or decrease, that is, the volume of the room increases and decreases alternately. This is possible by choosing inner sections small enough for columns 1 relative to to the movement of waves observed in the area where the system is to be placed.
Of course, those skilled in the art will know how to size the columns 1, while avoiding reducing their section too much, which would have consequence of multiplying the number of columns per area and decreasing the overall system performance.
Each column 1 has a first non-return valve 4. This first non-return valve 4 is in fluid communication from said column 1 to a booster chamber 2 common to the columns 1 of the network.
This first non-return valve 4 is therefore adapted to allow the gas located in the chamber to enter the booster chamber 2 when the water level increases in column 1, subjecting the gas to the chamber to a compressive effort. The maximum compression effort is obtained at the peak of the wave.
Moreover, this first non-return valve 4 makes it possible to prevent the gas in the booster chamber 2 does not return directly to one of the columns 1, regardless of the pressure of the different columns 1 between they and vis-à-vis the booster chamber 2.
Each column 1 has a second non-return valve 5 in fluidic communication from a depression box 3 common to columns of the network to said column 1.
This first non-return valve 4 is therefore adapted to allow gas located in the vacuum chamber 3 to enter the room when the water level decreases in column 1, subjecting the chamber gas to a depression effort. The maximum depression force is obtained in the hollow of the wave.
Moreover, this first non-return valve 4 makes it possible to prevent the gas in one of the columns 1 does not return directly into the chamber of depression 3, regardless of the pressure of the different columns 1 enter they and vis-à-vis the depression box 2.
All the columns 1 being connected in this way to the box of overpressure 2 and the vacuum chamber 3, it is possible to obtain in the booster chamber 2 an overpressure relative to the vacuum chamber 3.
In the system, the booster chamber 2 and the vacuum chamber 3 are connected fluidically by a turbine 6. The pressure difference between the caissons 2 and 3 causes a movement of the gas of the overpressure 2 to the vacuum chamber 3 by the fluidic connection.
The turbine 6 is thus set in motion and can therefore convert the energy received in this way in another energy, typically in one electric energy. The system can thus convert the energy from the swell in another energy.
In addition, the columns 1 of the network are arranged in such a way.
In other words they are directly adjacent.
By contiguous, we mean not only the case where the columns 1 share a wall, or part of a wall, common, in other words such that each of the two sides of the wall is an inner face of a column 1, but also the case where the walls of the columns 1 are adjacent.
By adjacent columns 1, it is meant that the respective walls of the columns 1 are in contact with each other, or connected or arranged so as not to allow water to intrude into the space between two columns 1 placed immediately next to each other in the network.
By adjacent columns 1, we still mean the case where, if a weak volume of water can enter this space, that this small volume of water can not stand the action of the swell or can not replicate the movement oscillatory resulting from the action of the swell.
In addition, the network of contiguous columns 1 extends according to at least two non-parallel directions, that is to say that it extends according to a plane and not according to only one line. At least three columns are not aligned.
The network of columns 1 thus tends to form a pavement of the surface some water.
It may be for example a plurality of lines or alignments of columns 1 contiguous. It will be understood, however, that the present invention is not limited to any particular geometry.
So, by scanning the system in any direction of a substantially horizontal plane (typically a plane coinciding with the surface of water), one meets successively at least two columns. And so, whatever the orientation of the system relative to the swell, some columns 1 are located at a level where the water level is more while others are located in an area where the level of the water is weaker (this corresponds in this case to go through the system according to a substantially horizontal direction of propagation of the swell). Of this way, the booster chamber 2 is supplied with air and the chamber of depression 3 empties at the same time.
Unlike systems according to the prior art, the system according to the invention always works continuously when the volume of water is subject to the action of the swell, and whatever the propagation profile of the swell.
In particular, a slight swell is sufficient to allow the increase of the pressure in the booster chamber 2 and the pressure decrease in the vacuum box 3, and thus drive the turbine 6.
The organization of the column network according to the invention therefore allows the system to operate regardless of the nature of the swell. In addition, a system with such an organization of the network of columns, extended according to two non-parallel directions, has greater water stability than systems according to the prior art, and therefore to continue to operate even in case of strong sea or storm. The system according to the invention is therefore versatile and easily adaptable to geographical configurations and variable climatic conditions.
This results in a higher yield and an easier system to position because it will work regardless of its orientation towards the swell.
In addition, such a system will not suffer any yield losses due to diffraction phenomena that would imply that the wavelength spatial oscillatory movements of the water level is close to the spacing between the columns.
Columns 1 are here too close and tend to form a pavement, which prevents all columns 1 from having at the same time the same level of water.
Moreover, this organization is contiguous and according to two parallel implies that a large area of columns 1 is facing towards the other columns 1 and is therefore not exposed to the sea.
The mechanical wear caused by the movements of water is therefore limited to the peripheral areas of the network.
This results in a more robust system than in the prior art. By Moreover, this system is easier and cheaper to manufacture because only walls of the columns arranged at the periphery of the network are to be protected from effects of exposure to the sea.
In addition, the system ensures a high return because this organization of the columns makes it possible to organize the collection of air overpressure and its redistribution.
The compactness of the system according to the invention makes it possible to reduce or even remove the lengths of pipe required for the systems according to the prior art, an obstacle that limits the number of columns that can be connected to the systems according to the prior art because of the losses of yield associated with these pipe lengths.
Boxes 2 and 3 can be shared between more important columns and can be arranged and dimensioned to mutualize the routing of the air to or from the turbine 6 and to limit gas acceleration and saturation of the gas flow system in this point of the system and therefore to limit the associated pressure losses.
Whereas the systems according to the prior art were limited to energy conversion from the directional swell, the system according to the invention makes it possible to convert the energy into or out of from any wave, random or otherwise, regardless of its form or direction.
Column Network Column shape The columns 1 may have any form suitable for the realization of the invention.
The columns 1 have for example a generally cylindrical shape, for example example a cylindrical shape extending between their lower end 110 and their upper end.
By cylinder is meant a hollow volume delimited laterally by a surface generated from a line called generator with a direction fixed and describing a closed planar curve called the guiding curve, the surface being delimited in height, for example by two parallel planes.
With reference to FIGS. 1 to 6b, the columns present, for example, cylindrical shapes of rectangular guiding curve, in other words parallelepipedic forms. Columns may have other cylindrical shapes, for example cylinder shapes of revolution (section circular), tubular shapes or prismatic shapes in general (polygonal section).
The columns 1 are preferably oriented vertically.
Columns 1 may include means for varying column heights. Columns 1 are, for example, columns with variable height. According to a particular embodiment, each column 1 can thus comprise a telescopic tube and / or a bolt for raise the column 1 and in general the system. It is so possible to regulate the water level inside the columns 1.
Columns 1 may have the same shape, as shown in Figures 1 to 6b, or present different shapes.
Opening columns As illustrated in FIGS. 1 to 6b, the opening 111 of the end lower 110 of the columns 1 can be oriented downwards.
The opening 111 may be oriented in other directions. By example the opening 111 can be placed laterally at the level of the columns 1, for example at the level of the columns 1 disposed at the periphery of the network.
The opening 111 can also be arranged laterally for several of the columns 1 disposed outside the periphery, especially if the columns are dimensioned so that their lower ends 110 extend to different heights.
walls With reference to FIGS. 1 to 6b, certain walls of columns 1 can be common to several columns.
Alternatively, some walls of columns 1 may be arranged against each other or adjacent to each other.
Network organization Columns 1 can be organized along lines, especially according to alignments, for example according to several lines and / or rows contiguous.
By line is meant a line of contiguous columns 1. The lines are for example curved lines or straight lines, i.e.
alignments.
With reference to FIGS. 1 to 6b, the columns can be in particular organized in rectilinear alignments parallel to each other. The network can then extend in two orthogonal directions, so as to form a grid of the water surface by the columns 1.
Alternatively, columns 1 can be organized along lines which are not straight lines, for example according to curves, for example according to concentric curves.
Columns 1 and the network can be sized according to the characteristic wavelength of the swell. So it is possible to choose a column section 1, a column height 1, and a line type of network adapted to a certain type of swell, that is to say to a certain wave segmentation to optimize system performance.
Non-return valves and housings valves For each column 1, the first non-return valve 4 and / or the second non-return valve 5 can be disposed above the column 1.
Alternatively, one or more valves can be arranged laterally, especially for columns located on the periphery of the network, or for columns 1 that are not peripherally located if the ends of these columns 1 extend at different heights of the adjacent columns 1.
Organization of valves and caissons The first valves 4 of the columns 1 of the system are for example disposed in first lines, for example alignments. The second valves 5 of the columns 1 of the system are for example aligned according to second lines, for example alignments.
By line, we mean geometrically a continuous line connecting elements. The line can be for example straight or curved.
The layout according to lines typically implies that the different lines do not intersect, that is, the elements of a line do not can to be arranged on either side of another line. The crossing can be defined in relation to a projection in a plane, typically a projection according to a plane defined by the average surface of the water.
A line of valves 4 or 5 is typically a line of valves 4 or 5 contiguous columns.
A line of valves 4 or 5 may be a line of valves 4 or 5 contiguous, especially if valves 4 or 5 are arranged differently corresponding columns 1.
The non-return valves are for example valves.
Such lines or alignments make it possible to reduce the total volume of the structure, and more effectively connect the valves to each other to reduce collector losses.
The lines or alignments of valves 4 and / or 5 may be rectilinear and parallel to each other, as illustrated in Figures 1 to 6b.
Valves 4 and 5 can form alternating first lines and second rows above columns 1.
In particular, each first line can be arranged at the level of a first portion 210 of the booster chamber 2 and each second line may be disposed at a second portion 310 of the housing of 3. The first portions and second portions may then be arranged alternately above the columns 1.
We then obtain a structure in which, as illustrated by the Figures 1 to 6b, the caissons 2 and 3 are interlaced above the columns 1.
The portions of boxes 2 and 3 arranged alternately may be separated by common walls.
Thus, it is possible to directly connect each column 1 to each of the caissons 2 and 3 without using collectors at the level of valves 4 and 5 for each line or alignment, or to strongly limit the lengths of collectors needed and therefore to limit the losses associated with such collectors.
The first portions may have section shapes increasing in the direction of gas flow. Similarly, the second portions can have shapes of decreasing section in the direction gas flow. It is thus possible to avoid the limitation of flow of gas, in particular due to counterpressure in caissons 2 and 3 vicinity of the valves, and thus to limit the pressure losses.
In addition, not all valves are open in same time in the same portion. This further reduces the risks acceleration or saturation of the gas flow with respect to collectors dedicated to each valve.
In particular, the first portions 210 may each be connected to the same first chamber 220 of the booster chamber 2, the first chamber being disposed between each first portion 210 and the turbine 6.
The second portions 310 may each be connected to a same second chamber 320 of the booster chamber 2, the second chamber being disposed between each second portion 210 and the turbine 6.
By connected is meant a fluid connection, typically a direct fluidic connection, typically that each portion opens directly on the corresponding first or second chamber.
Each caisson 2 or 3 can then comprise a part having a general shape of the comb, the portions forming the teeth of the comb and the first or second chamber forming the handle of the comb. The combs two boxes 2 and 3 are then inserted into one another at their level.
teeth.
This results in a significant space saving, and therefore a reduction in the costs of realization of the structure and a decrease in losses.
The first chamber 220 or the second chamber 320 is typically an arm. By arm, here means a portion of the extended box so that that the corresponding portions open on it.
The first chamber 220 may have a sectional shape increasing in the direction of gas flow.
In particular, the first chamber 220 may have a shape of which the section is greater than the sum of each section of an opening disposed upstream, each opening corresponding to a first portion 210 opening onto the first chamber 220 upstream of the section.
Thus, typically when the first portions 210 are sectional growing, the first chamber 220 may have a shape whose section is greater than the sum of the maximum sections of each first portion 210 opening onto the first chamber 220 upstream of the section.
Similarly, the second chamber 320 may have a shape of decreasing section in the direction of gas flow.
In particular, the second chamber 320 may have a shape of which the section is greater than the sum of each section of an opening disposed downstream, each opening corresponding to a second portion 310 leading to the second chamber 320 downstream of the section.
Thus, typically when the first portions 210 are sectional growing, the first chamber 220 may have a shape whose section is greater than the sum of the maximum sections of each first portion 210 opening onto the first chamber 220 upstream of the section.
It is thus possible to avoid limiting the flow of gas, particular due to a counterpressure between the portions and the first 220 and second 320 rooms of the same box, and thus to limit the losses of charge.
The first chamber 220 and / or the second chamber 320 can each form a gas tank and / or pressure. When the turbine 6 works in a saturated way, it is possible to store the overpressure in the booster chamber 2 and the depression in the chamber of depression 3 so that the turbine 6 can continue to operate even if the swell and the waves provide less energy afterwards.
In particular, the first chamber 220 may be disposed above alternating first portions 210 and second portions 310.
Similarly, the second chamber 320 can be disposed above alternating first portions 210 and second portions 310.
This results in even greater compactness of the system.
It also results in a lower cost of implementation because it is possible to use common walls between the portions of a box 2, respectively 3, and the second chamber of the other box 3, respectively the first chamber of the other box 2, as in the embodiments illustrated in Figures 1 to 6b, in which the walls upper sections of a box 2, respectively 3, form parts lower walls of the other box 3, respectively 2.
Similarly, a side wall portion of the caissons 2 and 3 can be common to both caissons 2 and 3. It may then be advantageous to place a or more than one turbine at the common wall portion, as shown Figure 1, and thus to realize an even more compact system and to limit the losses associated with turbine gas delivery ducts 6.
Alternatively, the first chamber 220 and / or the second chamber 320 can be arranged on either side of the alternation of first portions 210 and second portions 310.
When the first chamber 220 and the second chamber 320 are arranged on either side of the alternation of first portions 210 and second portions 310, it is possible to obtain a lower structure, and therefore more stable.
That the first chamber 220 and the second chamber 320 be positioned on either side or above portions 210 and 310 of caissons 2 and 3, the turbine 6 can be positioned between two ends of the arms, as illustrated in FIG.
Whatever the position of the first chamber 220 and the second room 320, it is possible to size these rooms boxes 2 and 3 to form bottlenecks in the vicinity of the turbine 6 only. These bottlenecks help speed up the air at the level of the passage in the turbine 6 and to increase the yield in allowing a steady flow of air even in case of small waves.
According to a particular embodiment, each first portion 210 includes two first successive lines and each second portion 310 includes two second successive lines.
We then obtain a structure for which the valves are placed head to tail from one line to another, or from one alignment to another, as illustrated figure 3.
This makes it possible to obtain an even less expensive structure to achieve because each section has two lines or alignments.
An additional advantage of such an embodiment is to avoid the losses related to the phase shift of the wave of the swell, and even to benefit from it, even if the propagation wave is parallel to the lines or alignments.
Indeed, the valves of the same type being organized according to two successive lines, or successive alignments, of contiguous columns, in particularly if the water is subjected to a wave propagating in a parallel way lines, especially alignments, the columns can be dimensioned so that at least one of the two lines, in particular alignments, has open valves. Each section therefore has a much greater probability of being traversed by a gas flow to a given moment and that the gas flows are distributed more equitably between the different portions of the caissons 2 and 3.
In addition, the space made available for the gas flow by the section associated with a line or an alignment being shared between the lines or alignments two by two, and the valves of each line or alignment not always being all open at the same time, it is thus possible to gain more space when flowing gas from or each non-return valve 4 and / or 5 and further decrease the acceleration of the gas and the possibilities of saturation of the gas flow.
Internal column float According to a particular embodiment, one or more columns, preferentially all columns, the structure presents a internal float device 11 at each column 1. Such a device comprising typically an internal float 11 is for example illustrated in FIG.
The internal float 11 is typically sized to be light enough to float on the water in the column. So the internal float can be sized to move in the column in being carried by the water in the column at least between a low position to a first height and a high position at a second height.
The displacement of the internal float can be guided by means of provided in column 1. The guidance means may understand a guide.
The guiding means limit for example the displacement of the float between the high position and the low position.
It is thus possible, for example, to prevent the internal float from coming out of column 1.
Alternatively or in addition, the guiding means allow for example to limit the movement of the internal float according to other degrees of freedom, for example to prevent the internal float from toppling over or turns and does not come to hang along the column.
According to an exemplary embodiment, the guide means comprise rails extending along an inner wall of the column the internal float having complementary elements so that the internal float moves along the rails.
The rails can thus be shaped so as to limit the displacement of the internal float between the high position and the low position, for example at means of stops.
The internal float is for example adapted to smooth the level of the water inside the column. This avoids differences in level water in the same column, which tend to cause disturbances in the flow in the same column 1 due inter alia to phenomena of resonance resulting in pressure losses. For this purpose, the float internal for example a general form complementary to the section inside of column 1, with reduced dimensions to present a Game.
The internal float is for example adapted to prevent water from penetrate from the column into the valves.
This makes it possible to prevent water from entering the caissons 2 and / or 3, and reduce the buoyancy of the system and / or the efficiency of the system.
Moreover, this makes it possible to avoid excessive force exerted water will damage the valves. Indeed, in order to obtain a efficiency and responsiveness, the valves are dimensioned preference to react with significant sensitivity to the pressures exerted by the air. Such sensitivity implies that efforts exerted by a liquid such as water can significantly damage the valves.
When sensitive valves are installed, it is therefore desirable to protect.
For this purpose, the column has for example an abutment zone 14 upper complement of the internal float at the level of the second height, extending from the inner wall of the column, and in which the internal float comes to nest when moved to this structure to form a watertight closure at this location. So when the water rises until the internal float comes to nest in the area upper stop, the water can not rise and can not enter in box 2 or 3, nor damage the valves arranged above the stop zone.
The upper abutment zone comprises for example a seal against which the internal float comes to rest to form a closure waterproof.
The upper stop zone can be adapted to form a damper and thus limit the wear of the float due to its successive stops against the stop zone. Alternatively or in addition, an element damper 13 can be positioned on the float 11.
Alternatively or in addition, the internal float is for example adapted to prevent air from leaving the column through the opening 111.
This prevents gas from coming out of the system when the level water descends, causing depression in the column and suction tending to drive the gas out of the system through opening 111, particularly when the level of the waves decreases sufficiently to reach opening 111. A decrease in the amount of gas in the system gradually decrease the efficiency in the system.
For this purpose, the column has for example an abutment zone complementary bottom of the internal float at the level of the first height, extending from the inner wall of the column, and in which the internal float comes to nest when moved by the water whose level is lowered to this structure to form a closure waterproof at this location. So, when the water goes down in the column until that the internal float comes to nest in the lower abutment zone, the gas remains in the column above the first height, and therefore can not not escape from the system.
The lower abutment zone comprises for example a seal against which the internal float comes to rest to form a closure gas tight.
The lower abutment zone can be adapted to form a damper and thus limit the wear of the float due to its successive stops against the lower stop zone. Alternatively or in addition, a damper element 13 can be positioned on float 11.
Alternatively, the internal float can be adapted to move in the column, and present cleaning means 15 of the side walls of the column.
A recurring problem for systems in contact with water is the formation of marine biofilms. These tend to damage the walls in contact on which they develop.
In addition, the cleaning of columns 1 can be complex to implement.
implementation and its classical implementation would require stopping the operation column 1, or even the entire system, which implies that no energy is converted during this period.
The displacement of the internal float 11 with the movements Oscillatory water in column 1 can thus allow to clean the column and prevent the formation of biofilms.
Moreover, this cleaning is carried out continuously when the system is in normal operation, and therefore avoids shutting down the system for clean the columns.
The internal float can thus comprise on its periphery elements such as brushes and / or scrapers rubbing the wall inside the columns and tear off the films that develop there.
Pressure regulator According to a particular embodiment, the system comprises a pressure regulating device.
The pressure regulating device is adapted to adjust the sum the pressure of the booster chamber 2 and the pressure of the chamber of depression 3 with respect to the atmospheric pressure.
The pressure regulating device is adapted to adjust the average pressure of the booster chamber 2 and the pressure of the box of depression 3 with atmospheric pressure.
The pressure regulating device comprises for example two pistons arranged in two chambers to compare pressures two by two.
The pressure regulating device comprises for example a double piston arranged in a chamber. The double piston has two pistons sealingly separating the chamber into three parts.
Each piston is for example mobile independently of the other piston in the same chamber, an extremal part and an internal part pistons are each fluidically connected to one of the two caissons 2 and 3 by means of connection. Another end is connected fluidly outside by connecting means. The means of connection are for example conduits.
The regulating device can be arranged so that the three parts of the chamber respectively show the pressure of the chamber of depression 3, the booster chamber 2 and the atmospheric pressure.
So the position and the characteristics of the displacement of the pistons depend on the difference between these pressures.
The pistons may be able to actuate valves according to their position and their displacement, so as to suck outside air in the vacuum box 3 when the sum of the pressures of the two boxes 2 and 3 is less than the product of atmospheric pressure and a coefficient fixed.
Similarly, the pistons may be able to actuate valves in according to their position, so that the air of the booster chamber 2 escape when the sum of the pressures of the two caissons 2 and 3 is greater than the product of atmospheric pressure and a fixed coefficient.
Water evacuation device According to a particular embodiment, the booster chamber 2 and / or the vacuum box 3 may comprise evacuation means water 17, for example a device for discharging water.
The water evacuation device of a box 2 or 3 is for example disposed in a lower part of the box 2 or 3, so that the water it directs by gravity. The evacuation device can be arranged at the level a end of the box 2 or 3 near the periphery of the system.
The evacuation device of a box 2 or 3 comprises for example a tube connected to a non-return valve.
The tube extends for example to a height less than that of columns 1. In this way, when the level of water decreases in the neighborhood of a low end of the tube, for example due to the passage of a hollow of a wave at a low end, the pressure game causes the release of water without leakage of gas and therefore pressure. Such a configuration allows by example of emptying the tube of the vacuum box 3 where the internal pressure low tends to prevent the exit of water from the tube.
The water evacuation device is for example a type system dump.
Such devices are illustrated for example in Figure 1.
Swell deflector According to a particular embodiment, the system can comprise means for deflecting the swell.
These deflection means are for example adapted to concentrate the swell towards the openings 111 of the columns in order to increase the oscillations of water in the columns 1.
These deflection means are for example adapted to limit the concentration of the swell directed towards the openings 111 of the columns 1 so of decrease the oscillations of water in columns 1 in case of sea movement and thus protect the inside of the system, for example valves of columns 1.
The deflection means may be fixed, or movable between minus two positions to focus the swell directed towards the openings 111 in case of calm sea and / or limit the swell directed towards the openings 111 in case of strong sea or storm.
The deflection means may comprise at least one deflector.
The deflection means may comprise at least one wall or partition, fixed or mobile, arranged on the system, for example on a partition outside the system, to direct the swell downwards, that is to say towards the openings 111 of the columns.
The deflection means may comprise at least one partition, fixed or mobile, arranged under the openings 111 when the system is in normal operation, to direct the swell upwards, that is to say towards the openings 111, and / or to limit access to the openings 111.
The deflection effect can thus be modulated when the partition is depending on the position of the deflectors positioned under the openings 111, in particular according to their orientation and their height vis-à-vis the lower parts of the columns.
Thus the movable partitions arranged under the openings 111 are by example arranged at the bottom of the water, or connected to the system by means of cables, for example cables of adjustable length to modify the effect of the partitions mobile on the swell.
Examples of movable partitions are for example provided in FIGS.
6b.
System Flotation Element The system may include flotation means 16 in order to maintain the system at a certain level in the volume of water.
These flotation means 16 typically comprise floats.
Energy conversion set It is also described a set of energy conversion from the swell.
Such an assembly comprises a plurality of connected systems between them. For example, systems are connected to one another 1003, this central portion may include turbines 6 common to the different systems.
Preferably, the systems are connected together so as to form different angles of 1800, preferably also 90 so optimize energy conversion regardless of the direction of propagation of the swell.
Such an organization also makes it possible to avoid the phenomena of moving systems, typically pitching and / or rolling systems, under the effects of waves and waves. These phenomena are avoid as they decrease the efficiency of the systems. Indeed, the swell and the waves in general can move the system, which then decreases oscillations inside columns 1 and therefore the energy that can be converted.
Typically a plurality of systems, at least three systems, are thus connected together by forming equal angles between them, for example 120.
Examples of embodiment First example of a system With reference to FIGS. 1 and 2, a system according to a first example of embodiment of the invention is described.
The system comprises columns 1 arranged contiguously for example according to a grid, the columns 1 preferably sharing walls with contiguous columns. Gridlines include, for example four lines of seven columns 1 each.
The columns 1 are preferably oriented vertically. The columns 1 have for example rectangular sections, typically of the order of 0.5 x 0.7 m for a height of 2.2 m.
The top of the columns (not shown) is typically closed and provided for each column of a first non-return valve 4 and a second check valve 5, each check valve communicating with a portion 210 or 310 of the corresponding box 2 or 3.
Preferably, as illustrated in FIG. 2, each first portion 210 of booster chamber 2 and each second portion 310 of caisson depression 3 extends partially above two adjacent lines of columns 1, so that the non-return valves 4 and 5 of the same type of columns of the two lines are connected to the same portion. So, two lines of first non-return valves 4 corresponding to two lines of adjacent columns 1 are for example connected to the same first portion 210.
As a result, the lines or alignments of the non-return valves are planned head to tail between a line or an alignment of columns 1 and the line or the adjacent alignment.
The booster chamber 2, respectively the vacuum box 3, preferentially each have a first chamber 220, respectively a second chamber 320 extending over the first portions 210 and second portions 310.
Boxes 2 and 3 are for example separated by a wall 610. The wall extends for example extending orthogonally to the grid of columns 1 and is disposed substantially in the middle of the system.
The wall 610 is typically provided with at least one turbine 6 allowing the flow of gas between the booster chamber 2 and the box depression 3.
Thus, each first portion 210 of booster chamber 2 comprises a distal sub-portion 211 disposed under the second chamber 320 of the depression chamber 3 and a proximal sub-portion 212 disposed under the first chamber 220 of the booster chamber 2 and directly connected to the first chamber 220 of the booster chamber 2.
Similarly, each second portion 310 of booster chamber 3 comprises a distal sub-portion 311 disposed under the first chamber 220 of the pressure vessel 2 and a proximal sub-portion 312 disposed under the second chamber 320 of the vacuum chamber 3 and directly connected to the second chamber 320 of the vacuum chamber 3.
Thus, each distal sub-portion 211 of the booster chamber 2 is separated from adjacent proximal sub-portions 312 of the depression chamber typically by side walls 2111 and 2112.
Similarly, each distal sub-portion 311 of the vacuum box 3 is separated from adjacent proximal sub-portions 212 of the housing of overpressure 2, typically by sidewalls 3111 and 3112.
In addition, each distal sub-portion 211 of the booster chamber 2 is separated from the second chamber 320 of the vacuum chamber 3, disposed above, by an upper wall 2113 connected to the side walls 2111 and 2112 so that the distal sub-portion 211 is hermetically isolated from depression box 3.
Similarly, each distal sub-portion 311 of the vacuum box is separated from the first chamber 220 of the booster chamber 2, disposed above, by an upper wall 3113 connected to the side walls 3111 and 3112 so that the distal sub-portion 311 is hermetically isolated from booster chamber 2.
Preferably, the upper walls 2113 and 3113 are inclined by relative to the line or the alignment of the valves 4 or 5, so as to form a sub-portion of increasing or decreasing section and taking into account the summation or subtraction of flows directed to valves 4 or 5 or from valves 4 or 5, along the sub-portions.
The walls between columns 1 and between the sub-portions and the first chamber 220 and the second chamber 320 typically have thicknesses between 1 and 3 mm.
The booster chamber 2 and the vacuum chamber 3 can by elsewhere be isolated from the outside by side walls and walls forming roofing The boxes also extend beyond the columns 1, so that provide on both sides of columns a maintenance corridor 18 in each of the boxes.
Second example of a system With reference to FIGS. 3 to 5b, a system according to a second example Embodiment of the invention is described.
The relative organization of the columns 1, the non-return valves 4 and 5 and pedestals 2 and 3 is similar to that of the first example.
Columns 1 in which the water level is minimal by average level 20 because they are crossed by the trough 10 of the wave are subjected to a depression effort.
Columns 1 in which the water level is maximum by average level 20 because they are crossed by the crest 10 of the wave are subjected to a compression effort.
The distribution of the first non-return valves 4 towards and from second non-return valves 5 above the columns 1 is set evidence.
However, the turbine 6 is disposed in a bottleneck formed on either side of the turbine 6 by the booster chamber 2 and by the vacuum chamber 3. This neck makes it possible to accelerate the flow of gas at turbine level 6 only to ensure better performance. This neck can be made as an extension of the first chamber 220 and the second bedroom 320 The arrows 7 represent the flow of gas entering the turbine 6 and the arrows 8 represent the outflow of the turbine 6.
The non-return valves 4 and 5 comprise, for example, valves adapted to be switched according to the direction of movement allowed by each valve.
The first non-return valves 4 are for example arranged on the 3111 and 3112 side walls of the distal sub-portions 311 of the second portions of the vacuum box 3, as shown in FIG. 4, and / or on the Column walls 1.
Similarly, the second non-return valves 5 are for example arranged on the walls of the columns 1, as illustrated in FIG. 4, and / or on the lateral walls 2111 and 2112 of the distal sub-portions 211 of the second portions of the vacuum box 2.
Third example of system With reference to FIGS. 6a and 6b, a system according to a third An exemplary embodiment of the invention is described.
The relative organization of the columns 1, the non-return valves 4 and 5 and pedestals 2 and 3 is similar to that of the first example.
The system may include means for deflecting the swell. In In particular, the system may comprise one or more upper partitions lateral 23 disposed for example at the surface 20 of the water. The lateral upper partitions 23 are arranged on either side of the system.
The system comprises, for example, in addition or as an alternative to partitions arranged below the water level 20.
Thus the system comprises for example lower partitions 22 placed under the column array 1. The system comprises example of the lower side walls 21 arranged under the partitions Lateral upper 23.
The partitions can be fixed. They are then adapted to a possible configuration. Preferably, the partitions are movable for adapt the deflection of the swell to the swell profile to which the volume of water at some point.
When the sea is normal, that is to say that the height of the swell is adapted to the dimensions of the columns 1, in particular at their height, for to obtain a desired output, all the partitions are arranged in position neutral, typically horizontally, so as not to modify the swell.
When the sea is calm, if the swell height is too low by compared to the dimensions of columns 1, the partitions can take a convergent orientation with respect to the lower portion 110 of the columns 1.
The partitions then allow a concentration of the swell in the columns and increases the amplitude of the oscillations of the water in the columns. Indeed, in calm waters, it is necessary to increase as much as possible the Swell movements to improve performance.
This can for example be obtained with the system shown in FIG. 6a.
The upper lateral partitions 23 are for example oriented to direct the swell down. The outer walls of the system may have a similar orientation to accompany the swell movement in the direction provided by the upper side walls 23.
The lower side walls 21 are, for example, oriented from symmetrical way to direct the swell upwards. The dividers lower 22 can then be placed horizontally so as not to block the movement of the swell.
When the sea is strong or during a storm, if the height of the swell is too big compared to the height of the columns 1, the partitions can take a divergent orientation with respect to the lower 110 of the columns 1. The partitions then allow a partial dispersion of energy swell initially directed to columns 1 and thus decreases amplitude oscillations of the water in the columns 1. Indeed, in strong seas, it is necessary to reduce swell movements in order to avoid to damage the system.
This can for example be obtained with the system represented in FIG. 6b.
The upper lateral partitions 23 are for example oriented to direct the swell upwards, that is to say against the walls of the system and not under the walls.
The lower side walls 21 are, for example, oriented from symmetrically with respect to the water level 20, approaching a vertical direction to direct the swell down. The dividers lower central 22 can then be placed in a similar manner for direct the swell down.
Fourth example of a system With reference to FIG. 7, a system according to a fourth example of embodiment of the invention is described.
The relative organization of the columns 1, the non-return valves 4 and 5 and pedestals 2 and 3 is similar to that of the third example.
Boxes 2 and 3 extend preferentially beyond columns 1, so as to provide on both sides of the columns a maintenance corridor in each of the caissons 2 and 3. This maintenance corridor allows for example to a person to enter the caissons 2 and / or 3 to perform repairs, cleaning or any kind of maintenance.
The system may include one or more flotation elements 16 to improve its flotation capabilities.
These flotation elements 16 are for example arranged on both sides.
other system, for example in a lower part of the system, by example below the maintenance corridors 18.
In addition, the system may include evacuation means water 17 caissons 2 and / or 3. The water discharge means 17 can include a water evacuation device such as a vacuum.
The water discharge device 17 can be arranged at the level of the maintenance corridor 18, for example in the form of a water outlet disposed in the maintenance corridor 18. The water discharge device may include a tubular element, which for example passes through the element of Flotation 16.
In addition, the system may include a plurality of turbines 6.
Preferably, the wall in the vicinity of the turbine 6 has a shape adapted to direct gas flows to the turbine 6.
Example of a single-column internal float device With reference to FIG. 8, a column 1 of a system according to the invention, comprising an internal float device 11 in column 1.
The internal float 11 has a shape adapted to move the along column 1.
The internal float 11 typically comprises a membrane or wall adapted to cover most of the surface of the water in the column so as to flatten this surface.
Moreover, the shape of the internal float 11 is typically adapted to hermetically close column 1 when the float comes to meet an upper or lower abutment zone 14.
The internal float 11 comprises for example at least one element shock absorber 13 to limit the shock when meeting with one of the zones of stop 14. This damping element takes for example the form of a stud protruding from the inner float 11 at its periphery.
The displacement of the float is typically limited by means of 12, typically rails 12 along which the float 11 is moves.
The float may comprise, at the level of ledges, means of cleaning of the side walls of column 1. These means include typically brushes 15. The rails 12 may also have brushes 15 which are actuated to the passage of the float.
Column 1 is typically cylindrical of rectangular section.
Example of energy conversion set Referring to Figure 9, there is described a conversion set energy from waves or waves.
The assembly comprises a plurality of systems according to the invention connected to each other. For example, the set includes three systems interconnected at one of their ends by a central portion 1003.
The other end may have wave deflection partitions 23 and 1001.
The whole can float, and be limited in its displacement to means 1002 guides, typically poles.
The central portion 1003 may contain turbines 6 common to the different systems.
Numeric example Let a system according to the invention of which the columns 1 have a section cumulated 1000 m2, placed outside the dikes of Saint Jean de Luz and subject to winter swell.
This swell has a height H of swell of 2 m and a period T
from 7s.
Let Ha be the average wave height after damping by the system, with depreciation overvalued at 30%.
Ha = 1.4 m Let dipmax be the pressure difference between the maximum overpressure and the maximum depression at the OWC level.
dipmax = 2. dPHa = 28,000 Pa Let dP be the pressure variation that takes into account the losses of aerodynamic load.
dP, = dPmax - 10% = 25200 Pa Let Vmax be the maximum speed of the air with a density of the air p 1.20 kg / m3 to wet.
Vmax = (2.dPu / p) 1/2 = 205 m / s Let Dmax be the maximum flow.
Dmax = Ha.S / T = 285 m3 / s Let V be the maximum speed of the air in the turbine with a section practical S turbine of 1.4 m2, V = Dmax / S = 203 m / s So we have V <Vmax.
Using Betz's formula, we deduce the maximum power theoretical:
Pmax = 1/2 = pSV3 = 7,026,958 W
In some areas, observing the available weather data, notes that these conditions are met more than 95% of the time, more than 8300 hours a year.
This results in a theoretical maximum potential output of approximately 58000 MWH / year (or 58 GWH) per 1000 m2 of sensors.
With such a theoretical yield, it would take about 9 km2 of surface columns to provide 520 TWH annually, ie the power consumption current total of France.
Considering a practical yield of 25%, it would require 36 km2 of surface, ie 3600 systems or assemblies according to the invention of 10 000 m2 total, distributed for example in 36 parks of 100 systems or sets.